WO2011120497A2 - Stromgenerator angetrieben durch wellenenergie und stromerzeugungsverfahren durch wasserwellen - Google Patents

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Abstract

Da die Bewegung des Wassers im Meer sehr Energiereich ist, besonders da wo die Wellen sehr hoch und daher auch sehr stark sind, und die meiste Energie an der Höhenveränderung, zwischen den Wellen an der Oberfläche und denen unter der Oberfläche, vorliegt, wäre es sinnvoll diesen Unterschied der Wellenauftriebsenergie zu benutzen um elektrische Energie zu gewinnen. Die vorliegende Erfindung, nutzt im Gegensatz zu den vorhandenen den Unterschied der Auftriebskraft des aufsteigenden Wassers nahe der Wasseroberfläche und der geringen dynamischen Auftriebskraft des Wassers weit unter der Wasseroberfläche durch die Verwendung von beispielsweise langen rohrförmigen, operative Elemente enthaltenden Strukturen, die vertikal im Wasser platziert werden. Infolgedessen bleibt der Wasserspiegel im inneren der Röhre fast gleich, während sich die Röhre genauso wie das Wasser auf- und ab bewegt, dadurch dass am oberen Bereich der Röhre luftgefühlte Behälter befestigt sind. Setzt man im Inneren des rohrförmigen Behälters einen massiven im Wasser schwimmenden Körper, so entsteht eine relative Bewegung dessen und des umliegenden rohrförmigen Behälters, die zu einer kontrollierten Energiegewinnung benutzt werden kann.

Description

STROMGENERATOR ANGETRIEBEN DURCH WELLENENERGIE UND STROMERZEUGUNGSVERFAHREN
DURCH WASSSER WELLEN
Beschreibung:
I. Bekanntes:
Es gibt bereits viele Erfindungen, die auf Energiegewinnung durch Wasser, insbesondere dessen Bewegung, basieren. Die bereits vorhandenen Ideen über Energiegewinnung durch die Bewegung des Meereswassers beziehen ihre Energie entweder von dessen vertikaler, oder horizontalen Bewegung an der Oberfläche, vgl. DE-A-4338103; US-A-4,110,630; WO-A-02/103881; CN201099347Y.
II. Aufgabe der Erfindung:
Da die Bewegung des Wassers im Meer sehr Energiereich ist, besonders da wo die Wellen sehr hoch und daher auch sehr stark sind, und die meiste Energie an der Höhenveränderung, zwischen den Wellen an der Oberfläche und denen unter der Oberfläche, vorliegt wäre es sinnvoll diesen Unterschied der Wellenauftriebsenergie zu benutzen um elektrische Energie zu gewinnen. Die vorliegende Erfindung nützt daher diese vertikale Bewegung des Wassers, in einer verschiedenen, wesentlich effektiveren Weise als die bisherigen Erfindungen aus. Die Konstruktion ist auch sehr kostengünstig und ziemlich robust, sodass sich die Produktion sehr lohnt und die Wartungskosten minimal, nahezu null, sind.
III. Neues:
Die vorliegende Erfindung, nutzt im Gegensatz zu den vorhandenen den Unterschied der Auftriebskraft des aufsteigenden Wassers nahe der Wasseroberfläche und der geringen dynamischen Auftriebskraft des Wassers weit unter der Wasseroberfläche durch die Verwendung von beispielsweise langen rohrförmigen, operative Elemente enthaltenden Strukturen, die vertikal im Wasser platziert werden. Infolgedessen bleibt der Wasserspiegel im inneren der Röhre fast gleich, während sich die Röhre genauso wie das Wasser auf- und abbewegt, dadurch dass am oberen Bereich der Röhre luftgefühlte Behälter befestigt sind. Setzt man im Inneren des rohrförmigen Behälters einen massiven im Wasser schwimmenden Körper, so entsteht eine relative Bewegung dessen und des umliegenden rohrförmigen Behälters, die zu einer kontrollierten Energiegewinnung benutzt werden kann.
Die Wellenergie kann so modelliert werden, dass eine ankommende Wellenspitze in der Lage ist eine gewisse Wassermasse pro Flächeneinheit bis zu einer gewissen Höhe hinaufzufördern. Die absteigende Wassermasse ist durch ihr Gewicht anschließend in der Lage mechanische Energie zu liefern. Eine Abschätzung der maximalen lieferbaren Energie pro Flächeneinheit (A) (d.h. pro 1 m2) kann dadurch ermittelt werden, wenn man die Periode (T) der ankommenden Wellenspitzen (T = 1/f, wo f die Frequenz darstellt), die durchschnittliche Höhendifferenz (DH) zwischen Spitze und Tal der Welle und die Dichte (d) des Wassers berücksichtigt.
Für DH = 1 m (d.h. bei ungefähr einem Meter hohe Wellen), T = 30 s (d.h. alle 30 Sekunden kommt eine Wellenspitze), d = 1000 kgr/m3, g = 9,81 m/sec2 erhält man alle 30 Sekunden pro Quadratmeter eine maximale mechanische Energie E = 1000 x 1 x 9,81 J = 9810 J, die ausgenutzt werden kann.
Die nutzbare Leistung entspricht 9810/30 Watt/m2, d.h. eine Größenordnung von 300 Watt pro m2.
Ziel der Erfindung ist die so lieferbare Wellenenergie in maximaler Art und Weise auszunützen. Verschiedene Methoden und entsprechende Vorrichtungen werden weiter unten beschrieben und in den Ansprüchen 1, 2, 9 und 10 definiert. Die grundlegende Idee der Erfindung liegt darin, dass die Masse und Ausdehnung der Inertial-Elemente der Anlage in die Tiefe des Wassers so bemessen sind, dass man einen hohen Anteil der lieferbaren Wellenenergie pro Quadratmeter zur Umwandlung in nützlicher Energie, insbesondere zur elektrischen Energie, effizient ausbeutet. Dabei machen wir die physikalische Tatsache zu Nutze, dass die Wellenergie sich nur bis zu einer gewissen Tiefe im Wasser bemerkbar macht, wie dies diagrammatisch in den Abbildungen 1 und 2, Referenzzeichen 2, dargestellt wird.
Detaillierte Erfindung:
(Abbildung 1)
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Energiegewinnung durch Nutzung der Wellenenergie, dadurch gekennzeichnet, dass ein langgestreckter hohler Körper (1) dessen durchschnittliche Massendichte geringer ist als die Massendichte einer Flüssigkeit (2) in der sie eingesetzt werden soll, insbesondere des Wassers, sodass der Körper (1) in der Flüssigkeit (2) nahezu die vertikale Orientierung einnimmt und ein kürzerer Teil (3) des Körpers (1) außerhalb der Oberfläche der Flüssigkeit (2) herausragt und der restliche längere Teil (4) des Körpers (1) in die Flüssigkeit (2) eintaucht, wobei die Länge des hohlen Körpers (1) derart gewählt wird, dass sein tieferes Ende (5), das in die Flüssigkeit (2) eingetaucht ist, soweit von der Oberfläche der Flüssigkeit entfernt ist, dass die unmittelbar, um dieses Ende befindliche Flüssigkeit einen geringen Anteil der Wellenergie besitzt, die entlang der Oberfläche der Flüssigkeit (2) im bewegten Zustand des Letzteren übertragen wird.
Um dieses Ziel zu erreichen, sollte die Länge des langgestreckten Körpers 1 bzw. der langgestreckten Struktur 7 (Abbildungen 3 und 4) mindestens 60 cm, bevorzugt 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10 m lang sein, je nach Stärke der Wellen, wo die Vorrichtung beabsichtigt ist, eingesetzt zu werden. Für Gewässer, wo außergewöhnlich hohe Wellen vorkommen, kann diese Länge noch größer sein, z.B. 15, 20, 30 Meter oder mehr.
Außerdem befindet sich im Inneren des hohlen Körpers (1) eine Vorrichtung (6) in Form eines Schwimmkörpers (6'), und weist eine durchschnittliche Massendichte auf, die etwas geringer ist als die Dichte derjenigen Flüssigkeit in der sie schwimmt, und so linear entlang des hohlen Körpers (1) gleiten kann, wenn der hohle Körper (1) durch die Wellenergie alternierend auf- und absteigt, wogegen der Schwimmkörper (6') aufgrund seiner Trägheit und seiner hydrostatischen, d.h. funktionellen Wechselwirkung ausschließlich mit tieferen Lagen der Flüssigkeit in der sich der Körper (1) befindet, von der Wellenbewegung der Flüssigkeit (2) wenig beeinflusst wird.
Bevorzugt wird die Gesamtmasse des Schwimmkörpers (6') so hoch wie möglich gehalten, sodass sein Inertial-Vermögen maximalisiert wird und seine Masse einem hohen Prozentsatz der Flüssigkeitsmasse, die innerhalb der geometrischen Ausmessungen des Körpers (1) zuzurechnen ist, entspricht.
Der hohle Körper (1) wird funktionell mit dem Schwimmkörper (6') angekoppelt, sodass aufgrund der ausgeprägten relativen Bewegung zwischen dem Körper (1), dessen Masse relativ gering gehalten wird und sein leeres Volumen ( ) ausreichend hoch bemessen ist, dass der Körper (1) einen hohen hydrostatischen Auftrieb von der Flüssigkeit (2) erfahren kann, und dem Schwimmkörper (6') der eine hohe Inertial-Kraft aufweist, eine große Menge nützlicher Energie dadurch geliefert wird, dass eine starke physikalische Koppelung zwischen dem als Inertial-Körper und gleichzeitig als Vorrichtung (6) funktionierenden Schwimmkörper (6') und dem vom Wellenauftrieb bewegten Körper (1), der über eine komplementäre Vorrichtung (8) verfügt, mit technischen Mitteln hergestellt wird, die derart dargestalt ist, dass sie eine nützliche Energie liefert, wenn sich die Vorrichtung (6) und die komplementäre Vorrichtung (8) in relativer Bewegung zueinander setzen.
(Abbildung 2)
Alternativerweise benutzt die Erfindung auch das Verfahren zur Energiegewinnung durch Nutzung von Wellenenergie, das dadurch gekennzeichnet ist, dass ein als Boje funktionierender Körper (1) mit hohem hydrostatischem Auftriebsvermögen, wenn er auf einer Wasseroberfläche liegt, an einer langgestreckten Struktur (7) derart verbunden ist, dass sie durch die Gravitationswirkung eine nahezu vertikale Orientierung innerhalb des Wassers von selbst einnimmt wenn der genannte Körper (1) auf der Wasseroberfläche schwimmend aufliegt.
Verfahrensgemäß wird ebenso ein, bevorzugterweise langgestreckter, Schwimmkörper (6') verwendet, dessen durchschnittliche Massendichte etwas geringer als die Massendichte des Wassers ist und so ausgestaltet ist, dass er entlang der langgestreckten Struktur (7) des Körpers (1) gleiten kann, insbesondere wenn der als Körper (1) samt der langgestreckten Struktur (7) durch die Wirkung von Wasseroberflächenwellen in nahezu vertikaler Richtung in alternierender Bewegung gesetzt wird, wogegen der langgestreckte Schwimmkörper (6') aufgrund seiner Trägheit und seiner Ausdehnung bis zu tiefen Bereichen des Wassers, wo die Wellenauftriebsenergie stark abgenommen hat, der Wellenbewegung des Wassers nicht wie der Körper (1) folgt.
Der Schwimmkörper (6') weist eine so hohe Gasamtmasse auf, dass die Wellenergie des Wassers pro Flächeneinheit der Wasseroberfläche optimal ausgenutzt werden kann.
Der Schwimmkörper (6') verfügt über eine Vorrichtung (6), die eine starke physikalische Koppelung an einer komplementären Vorrichtung (8), die mit der langgestreckten Struktur (7) verbunden ist, aufweist, sodass durch die relative Bewegung der langgestreckten Struktur (7), die einen sehr schwachen Auftrieb durch die tieferen Wasserwellen erfährt, und des Schwimmkörpers (6') der aufgrund seiner festen Verbindung mit dem Körper (1) und trotz seiner starken physikalischen Koppelung mit der komplementären Vorrichtung (8), lediglich eine minimale Bewegung erfährt, nützliche Energie durch den Mechanismus umfassend die Vorrichtung (6) und die komplementäre Vorrichtung (8) frei geliefert wird.
Die Erfindung betrifft auch entsprechende Vorrichtungen, die zur Durchführung der o.g. Verfahren angepasst sind. Diagrammatische Darstellungen solcher Vorrichtung werden in den Abbildungen 3 bis 6' dargestellt.
(Abbildungen 3 und 4)
Durch Einfügen eines Kastens als Schwimmkörper (6') mit etwas geringerer Dichte als die des
Wassers (2), der z.B. auf fest platzierten Schienen (nicht in den Abbildungen gezeigt) an den inneren
Wänden der rohrförmige Struktur bzw. Röhre (1, 3, 4) auf- und abgleiten kann, sodass wenn die rohrförmige Struktur (1, 3, 4) durch eine Welle aufgetrieben wird, dieser Kasten (6') wegen der geringen Auftriebskraft der Wellen unterhalb der Oberfläche, zusammen mit dem Wasser (2) innerhalb der Röhre nicht aufgetrieben wird, so entsteht eine relative Bewegung zwischen Kasten und Röhre aufgrund der geringen Auftriebskraft der Wellen am Rohr-Ende (5), die somit den Kasten (6') nahezu an der gleichen Stelle belässt.
Jetzt kann man beispielsweise Magneten (6) und Spulen (8) in das System einsetzen. Die Magneten (6) sind am Kasten (6') und die Spulen (8) an den inneren Wänden der Röhre (1) befestigt. Ihre relative Bewegung erzeugt einen Wechselstrom in den Spulen, der mittels Kabelleitungen abgeführt wird. Die Kabelleitungen können in Form von Sammelleitungen zusammen geführt werden und von der erfindungsgemäßen Vorrichtung seitwärts durch ein ins Rohr gebohrten Loches, durch die Öffnung oberhalb des hohlen Körpers (1) oder durch sein unteres Ende abgeleitet werden, entsprechend herkömmlichen Fachwissens.
Bezugnehmend auf die Abbildung 4, sind die hohlen Elemente ( ) mittels eines stabilen Gerüsts (1") mit dem Schwimmkörper (6') verbunden. Eine Struktur (7) besteht aus einem langgestreckten Festkörper, der bevorzugterweise als ein hohler zylinderförmiger Körper ausgebildet ist. Die durchschnittliche Dichte der Struktur (7) wird knapp unterhalb der Dichte des Wassers gewählt, seine Masse und Länge werden ausreichend hoch gewählt, damit die Struktur (7) ausreichend schwer ist, und ausreichen tief, in Bereichen des Gewässers, wo die Wellenenergie schwach ist, eindringt und dementsprechend die Struktur (7) als quasi immobiler Inertial-Körper wirkt, wenn der Körper (1) die Wellenbewegung erfährt. Somit entsteht auch in diesem Fall eine relative Bewegung zwischen der Vorrichtung (6) und der komplementären Vorrichtung (8) die in der Abbildung 2 diagrammatisch dargestellt wird.
Alternativ kann man anstelle eines Kastens mit angebrachten permanenten Magneten, einen Block mit Elektromagneten, die eine analoge Funktion zu den permanenten Magneten des Kastens aufweisen, verwenden.
Die Vorrichtungen (6) und die komplementären Vorrichtungen (8) (vgl. Abb. 1 bis 6') können unabhängig von ihren speziellen Ausgestaltungen einzeln oder als Gruppen in den jeweiligen langgestreckten Körpern (1) oder Strukturen (7) eingebaut werden. In so einem Fall können die so genannten langgestreckten Körper (1) und Strukturen (7) einen beachtlichen Querschnitt aufweisen und als gefäßähnliche Strukturen mit einer ausreichend großer Tiefe ausgebildet sein. Analogerweise können einzelne Modulen aus langgestreckten Elementen (3, 4) zusammen gebunden als eigenständige Gruppen vorkommen, die von hohlen als Boje wirkende Gefäßen umgeben sind. Die Querschnitte der hohlen, langgestreckten Körper (1, 3, 4) und Strukturen (7) können von beliebiger Form sein, insbesondere rechteckig, oval oder rund. Um die Effizienz der oben beschriebenen Magnetsysteme zu steigern, ist eine Aneinanderreihung einer großen Anzahl unabhängiger Spulen (Abbildung 7) wünschenswert. Die Periode zwischen den Abständen von benachbarten Spulen entspricht der Periode mit der die Orientierung der Magnetfeldlinien, die durch benachbarte Magnetelemente der Vorrichtung (6) abwechseln (Abbildung 7). In der Abbildung 7 werden die Spulen so dargestellt, als ob sie parallel zu der Vorrichtung (6), die die abwechselnden Magnetfeldlinien, die in dieser Abbildung dargestellt sind, erzeugen, orientiert sind. In diesem Fall gleitet der Schwimmkörper (6') mit einer Geschwindigkeit v parallel zu der flachen ebene der Spulen. Die vorliegende Erfindung umfasst auch den Fall nachdem entsprechend dem allgemeinen Wissen des Fachmanns die Spulen orthogonal zu der Bewegungsrichtung des Schwimmkörpers (6') orientiert sind, wie dies diagrammatisch in Abbildung 8 dargestellt wird. Auch in diesem Fall sind die Magneten die auf dem Schwimmkörper (6') angebracht derart orientiert, dass ein sich rapide ändernder Magnetfluss durch die Spulen erzeugt wird als der Schwimmkörper (6') an ihnen vorbei gleitet (Abbildung 8).
(Abbildung 5',6')
Eine andere Möglichkeit elektrische Energie durch den relativen Positionswechsel zwischen Rohr (1, 3, 4) und Schwimmkörper (6') mit Vorrichtung (6) zu gewinnen, ist durch ein elektromechanisches System. Man kann zum Bespiel Dynamos (9) (Stromgeneratoren) als Vorrichtung (6) an den inneren Rohrenwänden anbringen, deren drehbare Komponente in der bestimmten Stelle ausgerichtet sind, wo der Schwimmkörper (6) relativ zum Rohr (1, 3, 4) vorbei gleitet, sodass wenn sich der Schwimmkörper (6') bewegt, er während dieser Bewegung die Dynamos (9) antreibt, die ihrerseits die elektrische Energie produzieren.
Das Antreiben der Dynamos kann über Reibungskraft erfolgen (Abbildung 5'), wobei langgestreckte Reibungsgegenstücke (9') an den Innenwänden des hohlen Körpers (1, 3, 4) angebracht sind. Alternativ könnte man die Komponenten mit Zahnrädern versehen, die im Wechselwirkung mit zahnhaltigen linearen Gegenstücken, die , die so konstruieren, dass die Dynamodrehkomponenten mit Zahnrädern (9") ausgestattet sind und der Schwimmkörper(6') ebenfalls, sodass wenn dieser sich bewegt, auch die Zahnräder (9") bewegt, die die Dynamodrehkomponente zum rotieren bringen und dadurch elektrische Energie erzeugt.
Alternativ könnte man die Dynamodrehkomponenten, die in der Abb. 5 die komplementäre Vorrichtung 8 darstellen, mit Zahnrädern (9") versehen, die in Wechselwirkung mit einer zahnhaltigen linearen Vorrichtung (6) stehen. So, wenn sich der Schwimmkörper (6') bewegt, erfahren die Dynamos eine Rotation.
In einer bevorzugten Ausführungsform wird zwischen der zahnhaltigen linearen Vorrichtung (6) und den Zahnrädern (9") der komplementären Vorrichtung (8), z.B. der Dynamodrehkomponenten, eines dem Stand der Technik geläufigen Übersetzungsmechanismus zwischengeschaltet, wie jener der in der Abbildung (6") diagrammatisch dargestellt ist. Zweck des Übersetzungsmechanismus ist die relative Geschwindigkeit v (Abbildungen 5, 7 und 8) zwischen Spulen und komplementären Magneten zu erhöhen, so dass die Veränderungsrate der magnetischen Flussdichte durch die betreffende Spule gesteigert wird, wie es näher in Ausführungsbeispiel erläutert wird.
Es versteht sich, dass die oben beschriebenen Konstruktionen mit Dynamos (Stromgeneratoren) auch in dem System bei dem die langgestreckten Strukturen (7) verwendet werden, zum Einsatz kommen können, wie dies in den Abbildungen 6, 6' gezeigt wird. Wie es aus den Abbildungen 6, 6', 5, 5' insgesamt erkannt wird ist es unerheblich, ob die Dynamos an den beweglichen Körpern (1, 3, 4) oder an den trägen Schwimmkörpern (6'), bzw. Strukturen (7) angebracht sind. Es ist trotzdem bevorzugt die Dynamos an den trägen Elementen (Schwimmkörper (6'), Strukturen (7)) aufgrund ihrer hohen Masse anzubringen.
Alle diese Arten von Konstruktionen erlauben es die Länge der langgestreckten hohlen Strukturen beliebig lang zu machen, sofern sie lang genug ist um die Reichweite der Welle in die Tiefe zu überwinden und die Größe der luftgefüllten Behälter eine solche ist, dass die hohle Struktur übereinstimmig schnell mit dem aufsteigenden Wasser aufsteigt, um so eine angemessen starke relative Bewegung zu erreichen, um möglichst viel elektrische Energie zu erzeugen.
Verwendung eines inerten flüssigen Mediums (2') innerhalb der Vorrichtungen:
Gemäß einer besonderen Ausführungsform der Erfindung können sich die funktionellen Bestandteile der Vorrichtung innerhalb einer inneren, schmierenden und Korrosionsschützenden Flüssigkeit die nicht leitfähig ist, befinden. Ein solches Medium kann ein Öl sein mit einer Dichte die geringer als jene des Wassers ist und zusätzlich biologisch verträglich, biologisch abbaubar und mit Wasser nicht mischbar ist. Diese Ausgestaltung der Erfindung kann beispielsweise durch die Verwendung einer gleitenden und seitlich abdichtenden Trennwand (10) erfolgen, wie dies in Abbildung 9 deutlich erläutert wird. Alternativ kann man den Hohlkörper (1) an seinem unteren Ende mit einem flexiblen
Abschlusselement (11) abdichtend verschließen und innerhalb der Vorrichtung die inerte Flüssigkeit
(2') aufnehmen (Abbildung 10). Die Funktion der Vorrichtungen die in den Abbildungen 9 und 10 abgebildet sind bleibt analog jener der Vorrichtung die in Abbildung 3 gezeigt wird, da das Abschlusselement (10) periodisch entlang des Hohlkörpers (1, 3, 4) gleiten kann, und das Abschlusselement (11) sich alternierend dehnen und zusammenziehen kann.
Die Materialien die für das Abschlusselement (11), die Trennwand (10) und die strukturellen Elemente der Vorrichtung z.B. des Hohlkörpers (1, 3, 4) und des Schwimmkörpers (6') verwendet werden, können .unter den dem Fachmann geläufigen Materialien ausgewählt werde, damit die strukturelle Integrität, Korrosionsbeständigkeit und elektrischer Isolation gewährt sind.
Ausführungsbeispiel:
Das der Erfindung zugrundeliegende Konzept wurde mittels einer kleinen Experimentelen Anlage, wie sie in der Abbildung 3 dargestellt ist, getestet. Als Schwimmkörper (6') wurde ein Kasten 27 cm lang, 5,5cm breit und 3cm tief mit jeweils vier Knopfmagneten pro Breitseite des Kastens verwendet. Die Knopfmagneten hatten einen Durchmesser von 3 cm und bestanden aus handelsüblichen runden Magneten die für Schultafeln verwendet werden. Der Kasten mit den Magneten wog 420 gr. Der Körper (1) wurde aus einem 60 cm langem Stück eines Kunststoffrohres mit 11 cm Durchmesser konstruiert. Am oberem Ende des Rohres wurden zwei Kunststoffgefäße mit jeweils 600 ml leeres Volumen ( ) befestigt. Entlang der inneren Wände des Kunststoffrohres wurden auf diametral gegenüber liegenden Seiten zwei Aluminiumschienen entlang dem Rohr verschraubt. An den schmalen Seiten des Kastens wurden paarweise kleine Roller befestigt, so dass der Kasten entlang den Schienen gleiten konnte. Quer zu der Position der Schienen wurden jeweils pro Seite zwei Zylinderspulen eines Durchmessers von etwa 2 cm und mit jeweils 200 Windungen innerhalb des Rohres angebracht. Der Spulenabstand betrug 6 cm und entsprach dem Abstand zwei benachbarter Knopfmagneten. Die Magneten konnten an den entsprechenden Spulen in einem Abstand von etwa 5 mm vorbei gleiten. Die gelieferte Stromenergie wurde mittels der in der Abbildung 11 abgebildeten Schaltung in Gleichstrom umgewandelt. Die Energie konnte wahlweise zur Beleuchtung der abgebildeten LED direkt benutzt oder im parallel zum LED geschalteten Hauptkondensator (C = 1 mF) gespeichert werden. Durch die benötigte Zeit, um das Kondensatorensystem der abgebildeten Schaltung bis auf 2 V aufzuladen und Kalkulation der dadurch gespeicherten Energie, konnten wir die mittlere Leistung des Systems ermitteln, sie betrug 0,250 mW. Diese Leistung entspricht einer Leistung von etwa 25 mW/m2. Wir haben berechnet, dass bei einer ausreichend kompakteren Anordnung der notwendigen physikalischen Komponenten mit ausreichend stärkeren Magneten oder Elektromagneten, größeren Windungszahlen der Spulen und Vergrößerung der Anlage in der Tiefe möglich sei Leistungen von 25 bis 50W/ m2 oder sogar mehr zu erhalten. Das System wurde getestet bei einer Periodischen Bewegung des Schwimmkörpers (6') von 10 sec.
Im Bezug auf die Abbildung 7 machen wir die folgenden Annahmen:
Die effektive Länge L des Leiters der als Rechteck dargestellten Spule 8 beträgt am rechten Schenkel der Spule 8 der senkrecht zum Geschwindigkeitsvektor v steht 200 m.
Der elektrische Widerstand R der an den beiden freien Enden der Spule als Stromabnehmer verbunden ist beträgt 10 kOhm.
„Fg" stellt die Gegenkraft die von den sich mit Geschwindigkeit v fortbewegenden Magneten 6' durch Wechselwirkung mit einer der Spulen 8 entsteht dar. Mit„i" wird der Strom bezeichnet der durch die Spule 8 fließt. Mit „U" wird die elektrische Spannung bezeichnet die durch die Induktionskräfte entsteht und zwischen den beiden Enden des Widerstandes R messbar ist.
Wenn„B", die Flussdichte der kommerziell erhältlichen permanenten Magneten, etwa 0,7 Tesla (T) beträgt, können die folgenden Beziehungen ableiten werden:
U = L*v*B i = U/R = L*v*B/R Fg = i*L*B = (L2 B2 v)/R
Die mechanische Leistung (etwa durch die Wellenbewegung)„W" die benötigt ist um die relative Bewegung der Spule 8 zum Magnet 6' mit der Geschwindigkeit v zu sichern errechnet sich durch
W = Fg*v = (L2 B2 v)/R *v = (L2 B2 v2)/R
Bei einer Wellenfrequenz von 0,1 Hz und Wellenamplitude 1 m wird die durchschnittliche lineare Geschwindigkeit der Größenordnung 0,2 m/s geschätzt, da eine senkrechte Bewegung vom Wellenberg zum Tal und wieder zum Wellenberg 2 m beträgt und 10 s dauert.
Damit eine technisch sinnvolle Energieumwandlung der Wellenbewegung zu Elektrizität entsteht sollte sich eine mechanische Leistung von etwa 10 Watt (W) per Dynamo 9 (Abbildung 5', 6', 6").
Aus der Gleichung W = (L2 B2 v2)/R mit den oben angegebenen Werten für L, B und R lässt sich die Geschwindigkeit v berechnen:
(4*104*0,49*v2) /(104) = 10 W bzw. v = ungefähr 2,5 m/s. Damit die lineare Geschwindigkeit der Wellenbewegung von 0,2 m/s auf etwa 2,5 m/s verstärkt und eine rasche Umpolung der Spule im Dynamo erreicht wird, wird eine entsprechende Übersetzung gebrauch (siehe Abbildung 6"), z.B. mittels geeigneten Getriebes und der Verwendung von Dynamos mit einer großen Anzahl von Magneten im rotierenden Kern. Hat man vier (4) solche Magneten im Dynamokern und bewirkt man mittels eines Zahnradpaares mit Durchmesserverhältnis 4:1 eine weitere Geschwindigkeitsverstärkung bei der Umwandlung der linearen zur zyklischen Bewegung zwischen Elementen 6' bzw. 9, 9' erhält den gewünschten Effekt, vor allem nachdem der Durchmesser des Dynamokerns mindestens zweimal grösser als der Durchmesser des rotierenden Dynamokopfes, der den Kontakt zum rotierenden externen (Zahn)rad herstellt. Die Geschwindigkeitsverstärkung wäre in einem solchen Fall grösser als 2 x 4 und hinzu tritt der Effekt auf, das die Spule nicht einmal (wie in der Abbildung 7 dargestellt) sondern viermal - aufgrund des Dynamoeffektes - umgepolt werden würde.

Claims

Patentansprüche:
1. Verfahren zur Energiegewinnung durch Nutzung der Wellenenergie, dadurch gekennzeichnet, dass ein langgestreckter hohler Körper (1) dessen durchschnittliche Massendichte geringer ist als die Massendichte einer Flüssigkeit (2) in der er eingesetzt werden soll, insbesondere des Wassers, in diese eingebracht wird, sodass der Körper (1) in der Flüssigkeit (2) nahezu die vertikale Orientierung einnimmt und ein kürzerer Teil (3) des Körpers (1) außerhalb der Oberfläche der Flüssigkeit (2) herausragt und der restliche längere Teil (4) des Körpers (1) in die Flüssigkeit (2) eintaucht, wobei die Länge des hohlen Körpers (1) derart gewählt wird, dass sein tieferes Ende (5), das in die Flüssigkeit (2) eingetaucht ist, soweit von der Oberfläche der Flüssigkeit entfernt ist, dass die unmittelbar, um dieses Ende befindliche Flüssigkeit einen geringen Anteil der Wellenenergie besitzt, die entlang der Oberfläche der Flüssigkeit (2) im bewegten Zustand des Letzteren übertragen wird,
und dass eine Vorrichtung (6) in Form eines Schwimmkörpers (6') der sich im Inneren des hohlen Körpers (1) befindet, eine durchschnittliche Massendichte aufweist, die etwas geringer ist als die Dichte derjenigen Flüssigkeit in der sie schwimmt, und linear entlang des hohlen Körpers (1) gleiten kann als der hohle Körper (1) durch die Wellenergie alternierend auf- und absteigt wogegen der Schwimmkörper (6') aufgrund seiner Trägheit und seiner hydrostatischen, funktionellen Wechselwirkung ausschließlich mit tieferen Lagen der Flüssigkeit in der sich der Körper (1) befindet, von der Wellenbewegung der Flüssigkeit (2) wenig beeinflusst wird,
und dass die Gesamtmasse des Schwimmkörpers (6') so hoch wie möglich gehalten wird, sodass sein Inertial-Vermögen maximalisiert wird und seine Masse einem hohen Prozentsatz der Flüssigkeitsmaße, die innerhalb der geometrischen Ausmessungen des Körpers (1) zuzurechnen ist, entspricht,
und dass der hohle Körper (1) funktionell mit dem Schwimmkörper (6') angekoppelt wird, sodass aufgrund der ausgeprägten relativen Bewegung zwischen dem Körper (1), dessen Masse relativ gering gehalten wird und sein leeres Volumen ( ) ausreichend hoch bemessen ist, dass der Körper (1) einen hohen hydrostatischen Auftrieb von der Flüssigkeit (2) erfahren kann, und dem Schwimmkörper (6') der eine hohe Inertial-Kraft aufweist, eine große Menge nützlicher Energie dadurch geliefert wird, dass eine starke physikalische Koppelung zwischen dem als Inertial-Körper und gleichzeitig als Vorrichtung (6) funktionierenden Schwimmkörper (6') und dem vom Wellenauftrieb bewegten Körper (1) der über eine komplementäre Vorrichtung (8) verfügt, mit technischen Mitteln hergestellt wird, die derart dargestalt ist, dass sie eine nützliche Energie liefert wenn sich die Vorrichtung (6) und die komplementäre Vorrichtung (8) in relativer Bewegung zueinander gesetzt werden.
2. Verfahren zur Energiegewinnung durch Nutzung von Wellenenergie, dadurch gekennzeichnet, dass ein als Boje funktionierender Körper (1) mit hohem hydrostatischem Auftriebsvermögen wenn er auf einer Wasseroberfläche liegt, an einer langgestreckten Struktur (7) derart verbunden ist, dass sie durch Gravitationswirkung eine nahezu vertikale Orientierung innerhalb des Wassers von selbst einnimmt als der genannte Körper (1) auf der Wasseroberfläche schwimmend aufliegt, und dass ein, bevorzugterweise ebenso langgestreckter, Schwimmkörper (6') dessen durchschnittliche Massendichte etwas geringer als die Massendichte des Wassers ist und so ausgestalten ist, dass er entlang der langgestreckten Struktur (7) des Körpers (1) gleiten kann insbesondere wenn der Körper (1) samt der langgestreckten Struktur (7) durch die Wirkung von Wasseroberflächenwellen in nahezu vertikaler Richtung in alternierender Bewegung gesetzt wird, wogegen der langgestreckte Schwimmkörper (6') aufgrund seiner Trägheit und seiner Ausdehnung bis zu tiefen Bereichen des Wassers, wo die Wellenergie stark abgenommen hat, die Wellenbewegung des Wassers nicht wie der Körper (1) folgt, und dass der Schwimmkörper (6') eine so hohe Gesamtmasse aufweist, dass die Wellenergie des Wassers pro Flächeneinheit der Wasseroberfläche optimal ausgenutzt werden kann, und dass der Schwimmkörper (6') über eine Vorrichtung (6) verfügt, die eine starke physikalische Koppelung an einer komplementären Vorrichtung (8) die mit der langgestreckten Struktur (7) verbunden ist, aufweist, sodass durch die relative Bewegung des Körpers (1), der einen starken Auftrieb durch die Wasserwellen erfährt, und des Schwimmkörpers (6') der aufgrund seiner Trägheit und seiner hohen Masse und trotz seiner starken physikalischen Koppelung mit der komplementären Vorrichtung (8) lediglich eine minimale Bewegung erfährt, nützliche Energie durch den Mechanismus umfassend die Vorrichtung (6) und die komplementäre Vorrichtung (8) frei geliefert wird.
3. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 2, wobei die Vorrichtung (6) und die komplementäre Vorrichtung (8) jeweils ein System von permanenten Magneten oder Elektromagneten einerseits und ein System von induktiv gekoppelten Spulen andererseits aufweisen, sodass durch die relative Bewegung des Körpers (1) und des Schwimmkörpers (6') eine starke physikalische Koppelung in Form von der Erzeugung von starken Elektrischen Feldern innerhalb der Spulen und von magnetischen Feldern um sie herum entsteht und somit an den Enden der Spulendrähte elektrische Energie geliefert wird.
4. Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Vorrichtung (6) ein System von rotierenden Stromgeneratoren (9) aufweist, die an den inneren Wänden des hohlen Körpers (1) beziehungsweise am Schwimmkörper (6') derart mechanisch angekoppelt sind, dass durch die relative Bewegung des Körpers (1) und des Schwimmkörpers (6') die genannten Stromgeneratoren (9) in Rotationsbewegung gesetzt werden und elektrischen Strom liefern, insbesondere durch Verwendung eines Übersetzungsmechanismus, wie eines Zahnrad Systems, der die Rotationsbewegung der Stromgeneratoren, zum Beispiel Dynamos nach Bedarf erhöht.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1, 3 oder 4, wobei unterhalb des Schwimmkörpers (6') sich innerhalb des hohlen Körpers (1) und quer zu seiner langgestreckten Achse eine gleitende Flüssigkeitstrennwand (10) befindet, die seitlich um die innere Peripherie des hohlen Körpers (1) flüssigkeitsabdichtend wirkt und eine korrosionsschützende sowohl als Schmiermittel agierende Flüssigkeit (2'), die oberhalb der Flüssigkeitstrennwand (10) und innerhalb des hohlen Körpers (1) eingefüllt wird, vom Wasser (2) trennt, das sich unterhalb der Flüssigkeitstrennwand (10) und um den hohlen Körper (1) befindet, wobei es bevorzugt wird, dass die Flüssigkeit (2') eine geringere Dichte als Wasser aufweist, biologisch verträglich und abbaubar und mit Wasser nicht mischbar ist.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1, 3 oder 4, wobei am unteren Ende des hohlen Körpers (1) ein ausreichend dimensioniertes und flexibles Abschlusselement (11) abdichtend angebracht wird, sodass oberhalb des Abschlusselementen (11) und innerhalb des hohlen Körpers (1) eine korrosionsschützende sowohl als Schmiermittel agierende Flüssigkeit (2') eingefüllt wird, die vom den Körper (1) umhüllenden Wasser getrennt bleibt, wobei das flexible Abschlusselement (11) sich dehnt als der Körper (1) unter Wellenwirkung aufsteigt und erneut sich zusammenzieht als der Körper (1) unter Gravitationswirkung sich nach unten bewegt.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 oder 3, wobei der Schwimmkörper (6') in Form eines hohlen Festkörpers (6") ausgebildet ist und gegebenenfalls mit einer gleitenden Flüssigkeitstrennwand (10) mit den technischen Eigenschaften wie sie in Anspruch (5) definiert sind oder mit einem flexiblen abdichtenden Abschlusselement (11) mit den technischen Eigenschaften wie sie in Anspruch (6) definiert sind, ausgestattet ist und oberhalb der Flüssigkeitstrennwand (10) oder des Abschlusselementen (11) mit einer Flüssigkeit {!'), die eine geringere Dichte als Wasser aufweist, biologisch verträglich und abbaubar und mit Wasser nicht mischbar ist, aufgefüllt ist.
8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei die Vorrichtung (6) und die komplementären Vorrichtung (8) jeweils oder umgekehrt ein erstes System (Sl) enthaltend eine Vielzahl von Spulen und ein zweites System (S2) enthaltend eine Vielzahl von permanenten Magneten oder Elektromagneten umfasst, derart dass eine Spule des ersten Systems einem permanenten Magneten oder Elektromagneten des zweiten Systems in linearer Anordnung entspricht um eine hohe Änderungsrate der Summe der absoluten Werte aller Magnetflüssen durch alles Spulen an einem beliebigen Zeitpunkt zu erhalten, sodass bei der genannten relativen Bewegung zwischen der Vorrichtung (6) und der komplementären Vorrichtung (8) aus den jeweiligen Spulen die elektrische Spannung unabhängig voneinander erfasst wird und nach Gleichrichtung oder Phasenumkehrung der individuell erhaltenen Spannungen, ihrer additiver Betrag zur Maximalisierung der Energiegewinnung führt.
9. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 und 3 bis 6 oder 8 enthaltend alle Vorrichtungselemente die jeweils in irgendeinem dieser Ansprüche in Kombination definiert sind.
10. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 2 enthaltend alle Vorrichtungselemente, die im Anspruch 2 angegeben sind und gegebenenfalls auch jene Vorrichtungselemente, die zusätzlich mindestens in einem der Ansprüche 3, 7 oder 8 definiert sind.
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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE202014003764U1 (de) 2014-03-31 2014-06-24 loannis Mariggis Schwimmende Vorrichtung und schwimmendes System enthaltend mehrere Vorrichtungen zur elektrischen Energiegewinnung durch Wasserwellen
DE102014004661A1 (de) 2014-03-31 2015-10-01 loannis Mariggis Schwimmende Vorrichtung und schwimmendes System enthaltend mehrere Vorrichtungen zur elektrischen Energiegewinnung durch Wasserwellen
DE102014003228A1 (de) 2014-03-06 2015-10-15 Ioannis Mariggis Stromgenerator angetrieben durch Wellenenergie und Stromerzeugungsverfahren durch Wasserwellen
CN113266510A (zh) * 2021-05-08 2021-08-17 重庆大学 利用波浪能的摩擦发电装置及带有该装置的海上监测装置
WO2023178505A1 (zh) * 2022-03-22 2023-09-28 简国良 一种移动浪潮发电机

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102013201716B4 (de) * 2013-02-01 2015-06-03 Sinn Power Gmbh Lineargenerator und linearantrieb
EP3027888A1 (de) * 2013-08-01 2016-06-08 Nozawa, Tsukasa Wellenaktiviertes stromerzeugungssystem mit einem zahnstangenmechanismus
NO345533B1 (en) * 2020-02-27 2021-03-29 Tov Westby Energy harvesting buoy
CN114454998B (zh) * 2022-02-22 2023-03-21 江苏科技大学 一种用于海上浮体的自主式电磁阻尼减动装置

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4110630A (en) 1977-04-01 1978-08-29 Hendel Frank J Wave powered electric generator
DE4338103A1 (de) 1993-11-08 1995-05-11 Wolf Klemm Vorrichtung zur Gewinnung von elektrischer Energie mit Hilfe der kinetischen Energie von Wasserwellen
WO2002103881A2 (en) 2001-06-15 2002-12-27 Newlands Technology Limited Electricity generating device
CN201099347Y (zh) 2007-06-27 2008-08-13 上海市曹杨第二中学 一种利用海浪能发电的航标灯

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB940823A (en) * 1962-03-02 1963-11-06 Inst Schiffbau Apparatus for converting wave energy into electrical energy
DE2836856A1 (de) * 1978-07-17 1980-03-13 Klaus Prof Dr Wagener Vorrichtung zur umwandlung der energie von meereswellen in elektrische energie
JPS55160967A (en) * 1979-05-30 1980-12-15 Yasuhiro Manabe Multimagnet electric generator employing vertical motion of wave
FR2543619B2 (fr) * 1983-04-01 1987-07-10 Najman Max Dispositif de production d'energie electrique a partir de la houle
KR20090104988A (ko) * 2008-04-01 2009-10-07 충북대학교 산학협력단 부유체 직결식 파력발전기

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4110630A (en) 1977-04-01 1978-08-29 Hendel Frank J Wave powered electric generator
DE4338103A1 (de) 1993-11-08 1995-05-11 Wolf Klemm Vorrichtung zur Gewinnung von elektrischer Energie mit Hilfe der kinetischen Energie von Wasserwellen
WO2002103881A2 (en) 2001-06-15 2002-12-27 Newlands Technology Limited Electricity generating device
CN201099347Y (zh) 2007-06-27 2008-08-13 上海市曹杨第二中学 一种利用海浪能发电的航标灯

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102014003228A1 (de) 2014-03-06 2015-10-15 Ioannis Mariggis Stromgenerator angetrieben durch Wellenenergie und Stromerzeugungsverfahren durch Wasserwellen
DE202014003764U1 (de) 2014-03-31 2014-06-24 loannis Mariggis Schwimmende Vorrichtung und schwimmendes System enthaltend mehrere Vorrichtungen zur elektrischen Energiegewinnung durch Wasserwellen
DE102014004661A1 (de) 2014-03-31 2015-10-01 loannis Mariggis Schwimmende Vorrichtung und schwimmendes System enthaltend mehrere Vorrichtungen zur elektrischen Energiegewinnung durch Wasserwellen
CN113266510A (zh) * 2021-05-08 2021-08-17 重庆大学 利用波浪能的摩擦发电装置及带有该装置的海上监测装置
WO2023178505A1 (zh) * 2022-03-22 2023-09-28 简国良 一种移动浪潮发电机

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