RS20140491A1 - Hidroelektrana - Google Patents

Abstract

Hidroelektrana za proizvodnju električne energije treba da bude instalisana u vodeni tok reke bez potrebe za stvaranjem akumulacionog jezera. Hidroelektrana sadrži bar dva suprotna zida podvodne brane (1, 2), koji sadrže obalski kraj (3) postavljen na suprotne obale reke i slobodan kraj (4) koji se proteže prema vodenom toku reke sa vodenim prolazom (5) između slobodnog kraja (4) dva suprotna zida podvodne brane (1, 2). Dalje, ima bar jednu mašinsku jedinicu (6) koja se nalazi na jednom od dva suprotna zida podvodne brane (1, 2), koja sadrži bar generatorsku jedinicu za generisanje električne energije, i kontrolni sistem za kontrolu radnih parametara hidroelektrane. Bar jednu pokretnu branu (7) koja je smeštena u blizini vodenog prolaza (5), koja ima donji kraj (8) koji se nalazi na rečnom dnu i gornji kraj (9) koji je pokretan u visinu i s obzirom na rečno dno pokretan pomoću opreme za prilagođavanje.

Description

Hidroelektrana

Ovaj izum se odnosi na hidroelektrane za proizvodnju električne struje pomoću vodenog toka reke, bez akumulacionog jezera, sa pokretnom podvodnom branom za hidroelektranu.

Hidroelektrane se grade u rekama dugo vremena. Obično se vodeni tok reke pregradi branom, te se na prvom višem nivou napravi rezervoar. Voda potom prolazi kroz centralni deo do drugog nižeg nivoa. U elektrani voda prolazi kroz cev koja vodi do turbine koja proizvodi struju, pre nego što se voda vrati u vodeni tok. Konstrukcija akumulacionog jezera ima loš uticaj na okolinu i društvo. Na primer, brana predstavlja barijeru u kretanju rečnih životinja iz gornjeg prema donjem toku reke i obratno. Novije brane često imaju skupe "prevodnice za ribe" ili "riblje merdevine". Sem toga, obalnim ekosistemima stalno preti erozija. Konačno, voda u akumulacionim jezerima je obično toplija zimi i hladnija leti, nego što je slučaj kad nema brane. I pošto ova voda utiče u reku, izmenjena temperatura negativno utiče na temperature reke.

Da bi se prevazišli ovakvi nedostaci, osmišljene su hidroelektrane kojima nije potrebno akumulaciono jezero da bi se proizvodila električna energija. Ove elektrane koriste prednost prirodne energije toka vode inicirane gravitacijskim padom korita reke. Stoga nije potrebno plavljenje gornjeg toka reke, te nije potrebno ni raseljavanje ljudi, a prirodna staništa i produktivna imanja nisu zbrisana sa lica zemlje.

Hidroelektrana vrhunske tehnologije pokazuje, na primer, da je nosač brane potpuno potopljen u reku i zakačen za rečno dno. Brodovi, led, plutajuca debla i slično, mogu da prolaze pored nosača brane ili mogu da plove preko njega. U nosaču brane se nalaze generator i podvodni kablovi za prenos energije. U nosaču se takođe nalazi i levkasti prolaz, na ulaznoj strani velikog prečnika sa izlaznim otvorom manjeg prečnika. Na prilazu se nalazi pogonsko vratilo sa lopaticama turbine, kao i generator i transformator. Rečni tok stvara hidrodinamički pritisak na levak, koji svojim položajem deluje na lopatice turbine, koje dobijenu

hidroenergiju transformišu u mehaničku silu, a zatim u električnu energiju.

Nosač klasičnih akumulacionih brana je oslonjen u rečno dno. Brzina vodenog toka je znatno umanjena, stoga je efikasnost klasične brane niska. Održavanje nosača akumulacione brane je teško, ne može se lako prilagoditi promenjivim okolnostima potrebnim za ovo idejno resenje.

Predmet ovog izuma je da obezbedi hidroelektranu, sa elementima pokretne brane koji prevazilaze poteškoće poznatih elektrana i koji redukuje negativne uticaje na okolinu, pokazuje visoki nivo performansi i isplativosti tokom instalacije i njenog budućeg rada.

Ovaj i drugi objekti, koji će se pojaviti u daljem opisu, postignuti su pomoću hidroelektrane i elemenata pokretne podvodne brane kao što je navedeno u prilogu patentnih zahteva. Željena oličenja su definisana u zavisnim zahtevima.

Hidroelektrana za proizvodnju električne energije, koja treba da se postavi u vodeni tok reke, sadrži nekoliko komponenti, koje su dizajnirane i prilagodjene da budu postavljene na mesto proizvodnje električne energije. Većina ih je bar delom postavljena ispod vode. Sveukupnost instalisanih komponenti čini hidroelektranu. Prema izumu, hidroelektrana sadrži bar dva suprotna zida brane, delove prema obali postavljena na suprotnim stranama reke, koji sadrže obalni kraj smešten na suprotnim stranama rečne obale, a tu je i slobodan kraj koji se pruža prema toku reke. Postoji i vodeni prolaz i bar jedan element pokretne podvodne brane između slobodnih krajeva dva suprotna zida brane, kad se nalazi u instalisanoj poziciji. To znači da je svaki zid brane postavljen u reci na taj način da se jedan kraj vezuje za obalnu liniju, a drugi bar delom seže u pravcu sredine reke po potrebi projektnog zadatka i tipa rečnog korita. Najbolje bi bilo da dva suprotna zida brane budu postavljena sa krajevima u pravcu oboda matice rečnog toka, što znači da se sa krajevima mašinskih jedinica koristi postojeće korito matice reke. Dva suprotna zida zauzimaju ugao od 45 stepeni za sporije reke i do 30 stepeni za brže vodotokove u odnosu na osu matice reke. Uopšteno govoreći, zidovi brane se protežu od obalnih strana u pravcu matice reke, što znači da prave ugao veći od 90 stepeni između pravca dolazećeg vodenog toka i zida brane na strani vodenog prolaza. Tako se voda navodi da protiče kroz vodeni prolaz između dva suprotna zida brane.

Zidovi brane mogu da sadrže male mehanizme koje dozvoljavaju da delom voda prolazi kroz njih, umesto kroz vodeni prolaz između zidova brane. Tako povećan protok rečne vode manje utiče na instalacije hidroelektrane. Prednost je što mehanizmi mogu da imaju pomerljiv zatvarač, koji delimično ili potpuno zatvara mehanizme, pa tako protok vode u reci i kroz prolaz može da se kontroliše, neutrališe stajaće vode nizvodno od zida brane. Da bi se dodatno snizila cena gradnje hidroelektrane, zidovi brane zbog smanjenog pritiska vode mogu imati konstruktivne šupljine koje se principom spojenih sudova popunjavaju i prazne vodom iz reke. Zidovi brane se rade od armiranog betona, kruto su vezani trakastim temeljem za dno reke i imaju krutu vezu sa mašinskom jedinicom.

Dalje, hidroelektrana sadrži bar jednu mašinsku jedinicu, na primer u formi mašinske sobe koja se nalazi na jednom od najmanje dva suprotna zida brane, koja sadrži bar jednu generatorsku jedinicu za generisanje električne energije. Mašinska jedinica ili mašinska soba je povezana sa zemaljskim kablom radi transporta generisane struje prema potrošačima. Mašinska jedinica ili soba je na slobodnom kraju zida brane, blizu prolaza za vodu i položaja elemenata pokretne brane. Najbolje bi bilo da bude pozicionirana na kraju zida brane, iznad površine visokih voda, što znači nasuprot rečnom dnu. Hidroelektrana ima i kontrolni sistem, koji kontroliše operativne parametre hidrelektrane. Kontrolni sistem uopšteno ima senzore, softverske programe kao i sisteme za upravljanje položajem brane. Može da bude smešten u mašinskoj jedinici ili sobi i može da bude povezan daljinskim upravljanjem svim izgradjenim hidroelektranama na deonici reke i trenutnim potrebama na tržištu za električnom energijom, kako bi se sistem rasteretio opterećenja jedinačne proizvodnje hidroelektrane i produžio njen rok trajanja. Sem toga, mašinske jedinice na krajevima zidova brane su osnova za levkast protok vode, koji usmerava vodeni tok preko elemenata pokretne podvodne brane do prelaza preko brane. Mašinske jedinice između dva suprotna zida brane su paralelno postavljene prema osi vodenog toka; takođe su paralelno postavljene jedna prema drugoj da bi se ostvarila kvalitetna veza između

elemenata pokretne podvodne brane.

Bar jedan element pokretne podvodne brane je smešten u sam vodeni prolaz i pomenuti levkasti prolaz kad je hidroelektrana u instalisanoj poziciji. U slučaju da ima nekoliko elemenata pokretne brane, oni su povezani između sebe. Element pokretne brane ima niži kraj koji je smešten na rečnom dnu i gornji kraj koji je pokretan u visini u odnosu na rečno dno. Gornji kraj, na primer, može da se podiže ili spušta uz pomoć naprave za prilagođavanje samog položaja brane, a to može biti pumpa, hidraulična naprava ili kao kod predvidjenog primera osovina za pozicioniranje sa sajlama i mehaničkom silom pogona. Tako je površina pokretne podvodne brane postavljena pod pravim uglom u odnosu na osovinu kretanja vode i pritiska vode rečnog toka, može se prilagođavati specifičnim uslovima, kao što su viši ili niži vodostaj reke. Elementi pokretne brane uvek mogu da budu sa položajem u vodi na optimalnoj visini, na primer, direktno prema toku vode, ne menjajući svoj položaj u pravcu mašinske jedinice ili sobe.

Prema izumu, noseći elementi pokretne brane bi trebalo da budu pljosnatog izduženog pravougaonog oblika, kao na primer ploča sa potrebnim vazdušnim komorama kao što je dalje objašnjeno. Noseći elementi pokretne brane su segmentno podeljeni komorama, i oni su segmentno naizmenično poredjani u odnosu na položaj lopatice turbine. Noseći elementi mogu da se izradjuju od reciklirane plastike sa metalnim konstruktivnim ojačanjima. Niži kraj nosećih elemenata brane je centralno smešten na rečno dno, tako da elementi pokretne brane obuhvataju prilagodljiv oštri ugao između rečnog dna i elemenata pokretne brane niz rečni tok. Na taj način gornji kraj elemenata brane je udaljen od rečnog dna na različitim visinama, što je direktna posledica razdaljine od promenljive visine površine vode, koja je u vremenskim intervalima različita. Tako se noseći elementi pokretne brane ponašaju kao rampa dodatnog suženja vodenog toka, time dodatno ista ubrzava tok vode u potrebnom delu gornjeg kraja pokretne brane. Krajeve nosećih elemenata brane spajaju i podržavaju kućišta ležajeva sa gornjim i pogonskim vratilom, koji su ukotvljeni trakastim temeljom u tlo reke. Tako noseći elementi brane mogu da se vrte oko pogonskog vratila sa ležajevima na jednom kraju brane. Visina gornjeg kraja pokretne brane i potrebni oštar ugao za optimalni rad, mogu da se kontrolišu pomoću kontrolnog sistema upravljanja zadatim procesima. Sistem upravljanja položajem elementa podvodne brane sadrži vratilo za pozicioniranje koje može da bude povezano sa dnom reke preko kosih šipova i ležajeva. Služi da se brana pomera naviše i naniže na određenu poziciju pomoću rotacionog kretanja u oba pravca, navijanjem i odvijanjem sajli pomoću zadate trenutne mehaničke sile. Armirano betonski trakasti temelj je postavljen poprečno od toka reke, ima ćelom svojom dužinom oblikovani betonski ispust za usmeravanje celokupnog toka vode na gornji deo pokretne brane. Pokretna brana se uglavnom radi od prefabrikovanih više standardnih elemenata, sa njihovom montažom na licu mesta.

Uopšteno, predstavljena hidroelektrana može da se koristi u prirodnim rekama, ali i u veštačkim vodenim kanalima koji su, na primer, rukavac neke reke. Inovativno rešenje za dobijanje obnovljivog izvora električne energije iz hidroelektrane sa pokretnom podvodnom branom, kao što je opisan iznad u nizijskim predelima i drugim većim rekama, zasnovan je na principu hidrodinamičkog pritiska iz potencijalne energije kretanja vode u reci na elemente pokretne brane, gde se stvara ubrzanje protoka vode ( m3/s ) u reci povećanjem njene protočne brzine ( m/s ), kroz površinu preseka ( m2 ) njenog toka.

Izgradnja hidroelektrane u skladu sa izumom ne zahteva brdovit teren kao što to zahteva izrada klasičnog akumulacionog jezera. Pozicioniranje jedne ili više elemenata pokretne brane i zidova brane u rečnom koritu ne zahteva posebne pripreme rečne obale. Brane se rade u skladu sa kalkulacijom mogućnosti i kapaciteta rečnog toka i oblika rečnog korita. U poređenju sa elektranom na akumulacionom jezeru i gravitacionim padom vode, ova hidroelektrana ima isti ili veći nivo proizvodnje u MWh.

Hidroelektrana u skladu sa ovim izumom je naročito korisna u nizijskim rekama. Geografski potencijal nizijskih reka je ogroman. Nizijska reka je kolektor svih manjih i većih vodotokova, što znači da manje ili više kroz vremensku jedinicu, ova reka ima konstantan ili skoro konstantan intenzitet rečnog protoka. Hidrelektrana u skladu sa izumom se može prodavati kao konstrukcija i može lako biti instalisana u različitim okruženjima. Nema blokiranja ili zadržavanja mulja, i konačno, migracija ribe je moguća 100% bez ubijanja ribe zbog proizvodnje električne energije. U slučaju primera reke Misisipi kapacitet bi bio više od 100.000 MW električne energije sa permanentnom eksploatacijom. Jedna instalisana hidroelektrana bi imala snagu više od 200 MW sa konstantnom proizvodnjom od 90% ili više eksploatacije instalisane snage.

Prednost je ukoliko matica toka reke ima koncentrisan tok u elipsastom obliku rečnog korita, a ako ovo nije slučaj, osnova hidroelektrane može da bude ukopana u rečno dno, na primer, da bi se postigla potrebna dubina za prolaz plovila u slučaju niskog vodostaja. Oba tipa rečnog korita su dobra za postavljanje pokretne brane, ali se primenjuju različiti projektni parametri za korišćenje potencijalne energije vode. Postavljanje hidroelektrane bi trebalo da bude koncentrisano na mesta gde nema previše vodenih prepreka. Lokacije za postavljanje niza hidroelektrana duž rečnog toka trebalo bi da se izračuna na osnovu prosečnog godišnjeg protoka vode, tako da je početna brzina vode na prvoj elektrani i na primer 33. elektrani ista ili slična. One mogu da budu povezane upravljačkim softverom da bi mogle sve lokacije pokretnih brana da se podese kako bi se postigao optimalni rad u promenljivim uslovima. Ovakav niz hidroelektrana u rečnom koritu kojima upravlja softver i sadrži niz konstrukcija elemenata pokretnih podvodnih brana je bolji u slučaju niskih vodostaja reke i smanjene potrošnje električne energije u noćnim satima. Niz hidroelektrana mogu da uspore protok vode, povećaju nivo vodostaja na deonici reke gde su smeštene hidrelektrane da bi se ista količina vode koristila za proizvodnju, dnevnu potrošnju električne energije. Možemo reći da kod niskih vodostaja reke elektrane mogu služiti i za koncentrisano upravljanje režima toka reke za potrebe plovnog puta i sistemskog upravljanja za koncentrisanje viškova vode na deonici reke za duži vremenski period korišćenja. Projektovanje i konstrukcija desetina hidroelektrana u nizu stabilizuje proizvodnju električne energije u svim vremenskim uslovima, naročito u vreme suše. Na primer, u reci Dunav ima oscilacija u protoku od 2.500 ( m3/s ) do preko 10.000 ( m3/s ). Moguće je realizovati parametre za projekciju od 4.000 ( m3/s ) sa minimalnom visinom podvodne brane i vodene površine od 2 m. Ovo je pogodno za plovidbu rekom koja bi bila konstantna, a ne sezonska. Razlika između ekstremnih uslova suše je ( 4.000 - 2.500 = 1.500 ( m3/s )). Razlika može da se nadomesti sistemom upravljanja - podizanjem podvodne brane do, na primer +- 1m vodenog stuba i da se na taj način uspori vodeni tok, akumulira voda tokom noći kada je smanjena potrošnja energije i da se ušteđeno koristi tokom proizvodnje i potrošnje energije u toku dana. Čitave godine imamo regulisan rečni saobraćaj i stabilnu proizvodnju električne energije tokom sušne sezone.

Kod razlivenog korita reke sa velikim potencijalom protoka vode, reka može da se suzi sa nasipima, produbi i oblikuje mašinski korito matice reke, što je dobro rešenje i za plovni put. Nasipi služe i kao komunikacija za rad i održavanje hidroelektrana u nizu, doprinose zaštiti plavnog područja od visokih voda, mogu da utiču na širinu gradnje hidroelektrane snižavajući njihovu gradjevinsku cenu koštanja.

Uređaj za podešavanje položaja elementa pokretne brane u svojim nosećim elementima sadrži komore za pritisak, tačnije komore za vazdušni pritisak, u kojima je sila pritiska u komorama prilagodljiva predodređenoj visini podvodne brane. Uređaj za podešavanje može da radi u kombinaciji sa sistemom upravljanja položaja elementa podvodne brane. Zapremina vazduha u odnosu na potiskivanje vode iz komora, stvara silu pritiska-uzgona u pokretnoj podvodnoj brani, gde se proces kontroliše pomoću kompresora, kontrolnog sistema i sistema za upravljanje položaja elementa podvodne brane. U zavisnosti od pritiska i količine vazduha u komorama elemenata podvodne brane, ima više ili manje sile uzgona koja čini da se u gornjem delu brana pomera u pravcu površine reke, dok je niži kraj prikačen za dno reke. U svakom slučaju sila uzgona podvodne brane treba da bude veća za 10% od potrebne maksimalne sile za neutralisanje niza sila koje utiču na sam položaj brane. Sila koja neutrališe 10% viška sile uzgona i stabilizuje položaj podvodne brane je kontra sila povlačenja pomoću vratila sa sajlama na potreban položaj rada. Vazdušni pritisak u komorama je, na primer, nešto iznad 1 bara, što zavisi i od dubine reke, a potreban je da izbaci potiskom vodu iz komora u kojima voda po potrebi prirodnim putem naizmenično cirkuliše sa vazduhom. Potrebni vazdušni pritisak se dobija iz kompresora sa skladišnim vazduhom preko redukovane dolazne mehaničke sile iz samog pogonskog vratila, koji preko prenosnika daje radnu silu komresoru. Kompresor je smešten u mašinskoj sobi i povezan je sa potrebnim sistemima, cevima visokog pritiska spojenih sa komorama za vazduh u elemntu pokretne brane. Skladištenje kompresovanog vazduha može da bude u jednom delu elementa pokretne brane i u gornjem vratilu pod visokim pritiskom, kako bi vazduh kontrolom upravljanja imao bržu primenu.

U poželjnom obliku hidroelektrane - element pokretne brane ima pokretne jedinačne delove za generisanje energije, koji su upareni sa generatorom pomoću prenosnika u podnožju mašinske sobe. Na primer, pokretna brana sadrži rotacionu traku i lopatice turbine, koje su postavljene i pokretne duž pokretne brane. Segment rotacione trake, na primer, ima dužinu od više metara i širinu više decimetara. Segmenti mogu da budu spojeni zglobnom naizmeničnom vezom sa metalnom šipkom. Rotaciona traka je svojom dužinom od više metara zategnuta i zglobno spojena iz niza segmenata preko četiri zupčanika pogonskog i gornjeg vratila. Na rotacionoj traci su redom zglobno postavljene lopatice turbine sa rasporedom, širinom, uglom i dizajnom po projektnom zadatku, po potrebi one se mogu obarati sa donje strane pokretne brane. Lopatice turbine i rotaciona traka sa lancem se pokreću pomoću vodene snage koja deluje pod približnim uglom od 90 stepeni na njih, delujući tako na bar jedan element pokretne brane. Izmedju lopatica turbine postoji profilisani otvori za neometan prolazak dela protočne vode kako bi se celokupan tok reke rasporedio na što veću površinu lopatica turbine. Zato je rotaciona traka postavljena duž osovine brane u pravcu kretanja vodenog toka. Lopatice turbine nose rotacione trake, koje kruže oko pogonskog vratila na nižem ( dnu reke ) kraju brane i oko gornje osovine na gornjem ( pri vrhu nivoa vode ) kraju brane. Lopatice turbine su osnovni delovi hidroelektrane za prikupljanje hidrodinamičkog pritiska vode na levkastom položaju pokretne brane na način da brzina kretanja rotacione trake zavisi od dela korišćenja dobijene sile vode i softverskog upravljanja koji zadaje trenutne parametre proizvodnje električne energije. Najbolje je da se prenos dobijene mehaničke energije na pogonsko vratilo isključivo prenese putem segmentnih rotacionih traka postavljenih preko dva lanca i četri zupčanika. Pogonsko vratilo predstavlja pogonsko vreteno ( kružno kretanje) koje prenosi dobijenu mehaničku silu od pokreta rotacione trake sa lopaticama turbine, rotacionim silama kretanja do reduktora i generatora, učvršćena sa kućištima ležajeva za trakasti temelj.

U zavisnosti pod kojim uglom je pokretna brana, pogonska sila vode deluje da lopatice turbine mogu optimalno i ujednačeno da rade. U donjem delu mašinske jedinice kraj pogonskog vratila se završava u kućištu sa ležajevima koje stabilizuju i centriraju hod pogonskog vratila za prebacivanje velike količine dobijene mehaničke energije do reduktora, pomoću višerednih zupčanika i lanaca. Da bi se sila vode pretvorila u električnu energiju, lopatice turbine bar jednog segmenta pokretne brane mogu da se upare sa generatorom preko opreme za prenos. Lančanici lopatica turbine se izradjuje od profilisanog metala, bočno su spojeni vezom sa segmentima rotacionih traka, zategnuti su preko zupčanika pogonskog i gornjeg vratila. Lanci prenose i sinhronizuju rad svih segmenata lopatica turbine sa zupčanicima pogonskog vratila, jer sila vode na pokretnoj brani deluje promenljivog pravca i inteziteta, gde takva veza nedozvoljava kosi rad lopatica turbine.

Hidroelektrana dalje prema izumu sadrži dve mašinske jedinice ili sobe, jednu za svaki od dva suprotna zida brane. Dve mašinske jedinice ili sobe su povezane jedna sa drugom. Na primer, mašinske sobe i njihovi generatori mogu da budu upareni između sebe pomoću pokretne brane i pogonskog vratila. Mašinska soba ima i bar jedno vratilo povezano sa reduktorom i generatorom pomoću opreme za prenos. Reduktor i generator, sa opremom za prenos mogu da budu deo generatorske jedinice za proizvodnju električne energije. Oprema za prenos može da sadrži bar jedan ili više zupčanika koji su povezani sa lančanikom, koji su opet povezani sa bar još jednim zupčanikom reduktora. Višeredni zupčanici sa lančanicima su potrebni da prenesu veliku dobijenu mehaničku energiju od rotacione sile kretanja pogonskog vratila.

Vodeni tok, vođen i ubrzan od strane pokretne brane, može da bude uveden i u konvencionalni generator, kao što je cev turbine.

U primeru reke Misisipi, koja ima prosečan godišnji protok od 15.000 ( m3/s ), sa prosečnom brzinom od 1.5 ( m/s ), i sa padom reke od 0.1 ( m ) na 1000 ( m ), može da se uradi sledeća kalkulacija:

- prosečna dubina od 10 m' = 100.000 m' rečnog toka.

- 100.000 m' x 10.000 m3/m = 1.000.000.000,oo m3 = T hidropotencijalne energije koja se kreće brzinom od 1.5 ( m/s ) i sa značajnim ubrzanjem na

mestu položaja podvodne brane.

Takav pristup gradnje hidroelektrane je isplativ i iz sledećih razloga:

- stalan i održiv-obnovljiv sistem proizvodnje električne energije,

- 100% ekološki čista energija, koja ne ometa proticanje reke, a projekat se uklapa u strukturu prirodnog ambijenta vodenog toka, - proizvodnja je 90% ili više od instalisanih MW sa predviljivim parametrima projekta i isplativošću ulaganja u roku od 2 do 4 godine.

Planiranje pokretne brane je definisano faktorom veličine reke, koje se na prvom mestu odnosi na brzinu vodenog toka ( m/s ) i količinu protoka vodenog toka ( m3/s ), ali i reljefni poprečni presek korita reke. Na primer, teren sa blagim padom čini da reka bude sporija, plića i šira sa sporim protokom vode, dok na višim terenima reka pada brže, dublja je i uža sa bržim protokom vode. Pokretna brana hidroelektrane u skladu sa izumom je u mogućnosti da se prilagodi obema vrstama terena.

Željeni oblik izuma biće opisan u priloženim crtežima, koji mogu da objasne principe izuma, ali se neće ograničiti na sam izum. Crteži ilustruju: Prikaz 1, šematski dijagram reke sa hidroelektranom u skladu sa postavljenim izumom,

Prikaz 2, šematski uzdužni pogled na pokretnu branu u skladu sa izumom, i Prikaz 3, šematski prikaz pokretne brane i generatorske jedinice u skladu sa izumom.

U Prikazu 1, hidroelektrana za proizvodnju električne energije u skladu sa izumom pokazuje šta je instalisano u vodeni tok reke. Hidroelektrana sadrži dva suprotna zida podvodne brane (1; 2). Svaki zid podvodne brane sadrži obalski kraj (3) smešten na obali reke i slobodan kraj (4) koji se pruža prema toku reke. Obalski kraj može da bude spojen za nasip. Zid podvodne brane (1) i zid podvodne brane (2) su smešteni na suprotnim obalskim stranama. Između slobodnih krajeva (4) dva suprotna zida podvodne brane (1; 2) stoji prolaz za vodu (5). Svaki zid podvodne brane ima mašinsku jedinicu (6). Mašinska jedinica je smeštena na slobodnom kraju (3) zidova brane. Mašinska jedinica sadrži komponente generatorske jedinice za generisanje električne energije. Kontrolni sistem ( prikazan je u obliku kocke ) za kontrolisanje operativnih parametara hidroelektrane, može da bude smešten u najmanje jednoj mašinskoj jedinici (6). Kontrolni sistem može da ima softverski sistem za upravljanje različitim parametrima neophodnim za rad hidroelektrane i obližnjih hidroelektrana. Bar jedna pokretna brana (7) je smeštena u blizini vodenog prolaza (5). Pokretna brana (7) sadrži niži kraj (8) koji je smešten na rečno dno i gornji kraj (9) koji je pokretan na gore u zavisnosti od rečnog dna prikazanog na figuri 2.

Pokretna brana (7) služi za sužavanje vodenog toka u oblik levka. Tako vodeni tok biva primoran u skladu sa pozicijom mašinske jedinice (6) i pokretne brane (7) da poveća brzinu protoka vode kroz vodeni prolaz (5). Regularna brzina reke je, na primer 2,5 ( m/s ). Između gornjeg kraja (9) i površine vode brzina vode se ubrzava na 6.0 ( m/s ). U delu ispod pokretne brane sa donje strane, brzina je samo 0,1 ( m/s ).

Na primer, na obe strane reke može da se izgradi po dužini nasip sa putem prema podvodnim branama, visine oko 2 ( m ) iznad najvišeg nivoa vode. Zidovi podvodne brane (1; 2) mogu da budu osmišljeni kao zidovi od armiranog betona, koji mogu da budu izgrađeni od oba nasipa prema vodenom toku reke. Zidovi brane mogu da služe za putnu komunikaciju prema mašinskoj jedinici. Ugao zidova brane prema vodenom toku je izabran tako da malo utiču na protok vode, ako je moguće. Sa visinom od cea. 2 ( m ) iznad najvišeg nivoa vode, zidovi brane pokreću smer vode kao levak prema pokretnom elementu brane. Pramenom nivoa vode u reci, nivo vode na oba kraja zida brane ostaje isti, a time je i pritisak vode na obe strane isti, zidovi brane trpe samo pritisak torzije vode u reci. Zidovi brane mogu da imaju reljefni oblik i dizajn sa posebnim bojama, mogu da budu prilagođeni za rekreacioni turizam, ribolovačke potrebe i kao mesto za vezove plovila sa donje strane zida.

Šipovi mogu da posluže za povezivanje svih komponenti hidroelektrane sa rečnim dnom, a dimenzije su određene u skladu sa projektom. Na primer, postavljanje šipa može da se uradi bušenjem na određenu dubinu, zatim graditelji organizuju kontrolisanu eksploziju, pod pritiskom eksplozije voda kompresuje slabi materijal, beton ispunjava novonastali prostor, koji služi za širenje temelja šipa spram vertikalne sile podizanja podvodne brane.

U prikazu, mašinska jedinica (6) nalazi se na kraju zida podvodne brane (1). U svojoj poziciji povezana je sa pokretnom branom (7) i mašinskom jedinicom (6) na suprotnom zidu podvodne brane (2). To je jedna od osnovnih svrha pokretne brane (7), da upravlja vodenim tokom kroz hidroelektranu i da povećava brzinu protoka vode. Tako sistem upravljanja položajem elementa podvodne brane služi da se element podvodne brane pomera u oba pravca, na gore i na dole.Takođe, uređaj za prilagođavanje pomaže da element pokretne podvodne brane postavi u vodeni tok. Mašinska jedinica može da sadrži komponente redukcionog sistema ako je potrebno za rad hidroelektrane, na primer za prenos mehaničke sile do generatora. Na primer, pogonsko vratilo (10) ulazi u niži nivo mašinske jedinice (6), gde se završava poredanim zupčanicima. Zupčanici prenose proizvedenu mehaničku silu preko lančanika prema drugim poredanim zupčanicima reduktora (19) (prikaz 3). Reduktor stabilizuje proizvedenu mehaničku silu i pretvara u relevantne ( o/min ). Reduktor je neposredno povezan sa generatorom za proizvodnju električne energije, ( MVVh ). Postojeća mehanička sila od reduktora se prenosi i delom kao kontrolisana sila pomoću lanca i zupčanika prema kontrolnom sistemu pokretne podvodne brane (7). Operativni parametri rada su preneti u softversku kontrolu adekvatnim kablovima i oni podižu i spuštaju podvodnu branu, po potrebi, koristeći isključivo mehaničku silu. Mehanička sila je na ovaj način iskorišćena direktno od pogonskog vratila kako bi položaj podvodne brane isključivo zavisio od rečnog toka. Na primer, podvodna brana svojim položajem ne treba da ugrozi u bilo kom vremenskom intervalu plovni put ako elektronski sistem zakaže.

Kontrolni sistem (17) sa senzorima i softverskim programima za upravljanje svim proizvodnim i bezbednosnim procesima, izmedju ostalog ima za cilj da rad hidroelektrane uskladi sa radom niza hidroelektrana, opremljen je sa nizom senzora koji pokazuju da li se u primarnoj zoni brane nalazi plivač, čamac ili brod, kako bi sistem brzo reagovao na novo nastalu situaciju.

Kontrolni sistem na dobijeni niz informacija reaguje softverskim programom da bi upravljao jedinicama hidroelektrane. Na primer, angažuje potrebnu mehaničku silu sa pogonskog vratila i pomoću niza redukovanih prenosa daje silu sistemu za položaj elementa pokretne podvodne brane (7) koji je svojim položajem ispod podvodne brane (1) i kontroliše sistem upravljanja položaja elementa podvodne brane. U roku od nekoliko minuta element podvodne brane (7), pogonskim vratilom sistema podvodna brana se pomera dole-gore na zadate položaje. Tako je kontrolni sistem odgovoran za položaj elementa podvodne brane i odgovarajućih nosećih kablova podvodne brane, koristeći stečenu redukovanu mehaničku silu koja zadaje brzinu i snagu za kretanje podvodne brane.

Vratilo za pozicioniranje (20) sistema položaja podvodne brane se radi po celoj dužini elementa podvodne brane (7); od metala sa ulaskom u kućišta mašinske jedinice (6), pričvršćena je ležajevima za kose šipove. Kosi šipovi, koji formiraju temelj (11) su armirano betonski, profilisani i rasporedjeni po potrebi u zavisnosti od sastava dna korita i projektovane sile povlašenja vazdušnih komora (12) elementa pokretne podvodne brane (7), koja može biti i veća od 100 ( t ). Vratilo za pozicioniranje (20) sistema položaja podvodne brane je vezano sajlama za sva kućišta ležajeva gornjeg vratila (15) elementa pokretne podvodne brane (7). Možemo pomenuti da vazdušne komore (12) pokretne podvodne brane u zavisnosti od veličine hidroelektrane imaju silu uzgona i viša od 1.000 (t ). Proširenje šipova trakastog temelja imaju za cilj da sa vezom u tlu spreče eventualna čupanja podvodne brane iz temelja (11) na dnu reke.

Zidovi mašinske jedinice koji se nalaze iznad nivoa vode, mogu da budu ključna tačka za prenos signala potrebnih za plovidbu rekom. Mogu da budu označena svetlima ili drugom signalnom opremom potrebnom za navigaciju brodovima i reper plovidbe. Mogu da imaju instalisan sistem automatskog pilota za kontrolisani, samonavodeći, mapirani sistem upravljanja rečnim saobraćajem.

Prikaz 2, pokazuje šematski pogled na pokretnu podvodnu branu (7) instalisanu na rečnom dnu. Pokretna podvodna brana (7) ima ravan izdužen oblik.

Na osnovu dobijenih parametara rečnog toka, uzimamo srednje vrednosti po kojima projektujemo širinu podvodne brane sa poznatom minimalnom visinom vodenog stuba, okvirno 2 ( m ) od površine vode do vrha pokretne podvodne brane. Sa poznatom visinom vodenog stuba, srednjim protokom reke, zahtevanim ubrzanim protokom od 6 ( m/s ) dobijamo dužinu podvodne brane. Širina podvodne brane je kod velikih reka više desetina metera, kao takva koristi protok vode toliko da tok reke nizvodno neometa sledeći zahvat pokretne podvodne brane. Ostvarena brzina vode se koncentrisano prikuplja po celoj gornjoj širini i dužini lopatica turbine (13). Visina i medjusobni razmak lopatica turbina (13) zavisi od projektnog nagiba rada pokretne podvodne brane i ugla pod kojim sila vode deluje, rasporedjenim silama na svaku lopaticu turbine ponaosob. Širina podvodne brane zavisi od reljefnog pada reke, što joj daje brzinu protoka uz odbitak gubitka takve energije od neravnog reljefa rečnog korita. Površina podvodne brane u radu hvata jedan manji deo energije ubrzane vode, kako bi voda pod pritiskom dolazedje vode stvorila ujednačen i stabilizujući tok vode posle podvodne brane u čijoj zoni vlada nizak pritisak iz razloga oticanja reke, takvi nizvodni uslovi bili bi povoljni za sledeću nizvodnu hidroelektranu.

Pokretna podvodna brana (7) je postavljena pod oštrim uglom (A) između rečnog dna i pokretne podvodne brane niz tok reke. Niži kraj (8) pokretne podvodne brane (7) je centralno smešten na rečno dno pomoću vratila za pozicioniranje (20). Stoga pokretna podvodna brana (7) sadrži kućišta sa ležajevima koja se nalaze na dnu reke (11), postavljena na trakasti temelj (11) tako da podvodna brana može da se vrti oko pogonskog vratila (10). Pokretna podvodna brana se gradi od lakih materijala kao što su reciklirana plastika, guma, aluminijum, gvoždje, itd.

Za prilagođavanje ugla (A), tako i visine gornjeg kraja (9) pokretne podvodne brane (7) obezbeđuje se naprava za prilagođavanje. U ovom slučaju naprava za prilagođavanje je obezbeđena delom komorama za vazdušni pritisak (12), koja su postavljena u konstrukciji pokretne podvodne brane (7). Pritisak u komorama (12) se prilagođava pomoću kompresovanog vazduha iz kompresora (18). Sila uzgona u komorama podiže gornji kraj (9) pokretne podvodne brane (7). U ovom slučaju komore za pritisak su postavljene u segmentnom nizu pokretne podvodne brane, povezane tako da komore mogu da budu pod pritiskom kompresovanog vazduha sa ujednačenim pritiskom. Na primer, reduktor prenosi mehaničku silu u određenim intervalima do kompresora za proizvodnju ujednačenog pritiska, gde se on uduvava u komore za pritisak pomoću cevi visokog pritiska. Debljina noseće pregrade sa vazdušnim komorama, isključivo je projektno vezana za neutralisanje niza sila reke koje deluju na sam položaj elementa pokretne podvodne brane. Takođe, sistem upravljanja položajem elementa podvodne brane služi da se element brane pomera gore-dole.

Kao u prikazu 2, pokretna podvodna brana (7) sadrži više lopatica turbina (13), koje drži rotaciona traka (14), koja se kreće oko pogonskog vratila (10) na donjem kraju (8) podvodne brane i gornjeg vratila (15) na gornjem kraju podvodne brane (9), koji može biti ispunjen stalnim balansnim vazduhom. Vodena sila toka deluje na lopatice turbine (13) na sredini i gornjoj strani pokretne podvodne brane (7), a ta je strana okrenuta prema gornjem toku reke, dok su lopatice turbine (13) na dnu pokretne podvodne brane zaštićene od vodenog toka, okrenute prema dnu korita, bez strujanja vode, svojim oblikom i dizajnom neometano klize kroz vodu. Tako vodena sila strujanja pokreće lopatice turbine (13) na rotacionoj traci (14), a rotaciona traka pokreće gornje (15) i pogonsko vratilo za generisanje električne energije. Tako lopatice turbine pokretne podvodne brane imaju sinhronizovani rad sa generatorom. Pogonsko vratilo (10) može da bude upareno sa generatorom pomoću transmisione opreme.

Dobro je da visina pokretne podvodne brane bude prilagođena tako da je minimalna visina iznad lopatica turbina do površine vode 2 ( m ) i više. Ovo je važno za migraciju slobodne ribe. Kao u prikazu 2, efekat levka pokretne podvodne brane ubrzava protok vode i stoga i pritisak vode u oblasti gornjeg kraja (9) pokretne brane je intenzivniji.

Pored mehaničke sile generisane putem protoka vode, rad opreme za prilagođavanje i generatora takođe može da bude kontrolisan putem softvera kontrolnog sistema, kog nadgleda radnik koji ima otvoren pogled preko hidroelektrane prema reci i zidovima podvodne brane. Pored kontrole proizvodnje električne energije, kontrolni sistem je odgovoran za bezbednost u i na reci, i pored hidroelektrane, uključujući i plivače i sve vrste plovila. Softver je osmišljen tako da koordinira radom određene hidroelektrane i radom hidroelektrana duž rečnog toka. Stoga hidroelektrana može da bude opremljena raznim senzorima koji ukazuju na pojavu plivača, čamaca ili brodova u primarnoj oblasti. U tom slučaju sistem je spreman odmah da reguje na promene uslova i da, na primer, spusti pokretni element podvodne brane. Veliki brodovi generalno moraju da imaju senzore za dubinu, i oni automatski pokazuju dubinu gaza zbog tereta kojeg nose. Ova informacija može da se koristi za automatsko snižavanje pokretne podvodne brane za oko 0,3 ( m ) od dna plovila. Uređaj za podešavanje pokretne podvodne brane obezbeđuje da se podvodna brana spusti, na primer, za prelazak broda preko nje. Podizanje podvodne brane praktično ne traje duže od nekoliko minuta. Prilagođavanje pokretne podvodne brane popunjavanjem vazdušnih komora za pritisak neutrališe sile vodenog toka i tako kontroliše poziciju gornjeg kraja pokretne podvodne brane ispod vode. Tako pokretna podvodna brana, takođe može da se prilagodi u slučaju promenljive vodene sile toka i da reaguje na promenu nivoa vode.

U prikazu 3, je šematski pogled na pokretnu podvodnu branu (7) sa gornjim vratilom (15) i donjim pogonskim vratilom (10), koji su povezani sa generatorskom jedinicom. Generatorska jedinica između ostalog sadrži jedinicu kontrolnog sistema (17), kompresor (18) i reduktor (19). Reduktor (19) može da bude uparen sa pogonskim vratilom (10) pomoću opreme za prenos. Oprema za prenos sadrži bar jedan zupčanik povezan sa lančanikom, koji je u vezi sa bar jednim zupčanikom reduktora. Na primer, pokretna podvodna brana je povezana sa kućištem ležajeva na razdaljini od 20 ( m ) zbog veze sa pogonskim vratilom i temeljima brane. Pogonsko vratilo (10) je sačinjeno od standardnih delova u nekoliko segmenata, dužine od oko 20 ( m ), sa po dva zupčanka za svaki segment vratila. Dužina pogonskog vratila može da bude nešto veća nego što je pokretna podvodna brana (7). Lanac je na primer napravljen od gvožđa, povezan je sa segmentima lopatica turbine i sa po dva zupčanika za oba vratila ( i gornjim i donjim ), da bi se preneo i sinhronizovao rad lopatica turbine sa pogonskim vratilom, jer se vodena sila na podvodnoj brani ponaša različito na različitim pozicijama, gde takva veza ne dozvoljava neregularan, razbijen rad lopatica turbine. Pogonsko vratilo (10) i vratilo za pozicioniranje (20) mogu da budu u koaksijalnom položaju ili paralelno jedno sa drugim na nižem kraju elementa podvodne brane (7).

Gornji kraj (9) pokretne podvodne brane (7) može da sadrži generator električne energije, a generisana struja može da bude sprovođena do mašinske jedinice kablom (16) kao što je pokazano u prikazu 2.

U nizijskim rekama generalno, pritisak na hidroelektranu je konstantan, tako da svaki deo poprečnog preseka rečnog toka je pod uticajem hidropotencijalne energije vodenog kretanja prouzrokovanog gravitacijom, padom rečnog korita, dolazećim i prolazećim vodenim strujanjem. U nizijskim rekama sila vodenog pritiska ima okvirnu konstantnu vrednost tokom nekoliko sati, što na primer, u slučaju reke Dunav, iznosi 1000 ( m ) x 3.000 ( m3/m ) = 3.000.000 ( m3 ) sa brzinom kretanja od 2 ( m/s ). Brzina prirodnog vodenog toka od 2 ( m/s ) može da se poveća pokretnom podvodnom branom na oko 6 ( m/s ), gde je dostignuta brzina vode koncentrisana ispred i na gornjoj površini lopatica turbine. Središnja vrednost prirodnog vodenog toka je oko 3.000 ( m3/m ) x 2 ( m/s ) = 6.000 ( m3/s ), a protok generisan pokretnom podvodnom branom je oko 9.000 ( m3/m ) x 4 ( m/s ) = 36.000 ( m3/s ). Može se zaključiti da je korisni hidropotencijal energije 6 puta više nesmetano uhvaćen od čitavog potencijala energetske sekcije prirodne reke. Tako bi u reci Dunav, pokretna podvodna brana proizvela oko 100 MW sa projektovanim korišćenjem generisanjem električne enrgije od 90% i više, što jasno prevazilazi potencijal konvencionalnih elektrana.

Da se ne bih stvarao vrtložni gubitak hidropotencijalne energije vode reke, konstrukcija podvodne brane je celovito postavljena na mestu levkastog vodenog prolaza, kao na primeru reke Dunav dužina pokretne podvodne brane bi iznosila sa više od 300 ( m ) i širine od preko 40 ( m ). Spoj konstrukcije pokretne podvodne brane i nosećih zidova mašinske jedinice treba biti paralelan sa obe strane u razmaku od nekoliko desetina decimetara, koji su projektno potrebni zbog delimičnog širenja-skupljanja konsrukcije od promene temperature vode.

POZICIJA NA CRTEŽIMA

1 zid podvodne brane

2 zid podvodne brane

3 obalski kraj

4 slobodni kraj

5 vodeni prolaz

6 mašinska jedinica

7 pokretna podvodna brana

8 donji kraj

9 gornji kraj

10 pogonsko vratilo

11 dno reke

12 komora za pritisak

13 lopatice turbine

14 rotaciona traka

15 gornje vratilo

16 električni kabel

17 jedinica kontrolnog sistema

18 kompresor

19 reduktor

20 pogonsko vratilo sistema upravljanja položaja podvodne brane 21 sistem upravljanja podvodne brane A ugao

Claims (15)

1. Hidroelektrana za generisanje električne energije, koja treba da bude instalisana u vodeni tok reke, sadrži: a. bar dva suprotna zida podvodne brane (1; 2) koji sadrže obalski kraj (3) postavljen na suprotnim obalama reke i slobodan kraj (4) koji se proteže prema toku reke sa vodenim prolazom (5) između slobodnih krajeva (4) dva suprotna zida podvodne brane (1; 2), kada je u instalisanoj poziciji, b. bar jednu mašinsku jedinicu (6) na jednom od bar dva suprotna zida podvodne brane (1; 2), koja sadrži bar generatorsku jedinicu za generisanje električne energije, i c. kontrolni sistem za kontrolisanje radnih parametara hidroelektrane, d. gde bar jedan element pokretne podvodne brane (7) je postavljen blizu vodenog prolaza (5), koji ima donji kraj (8) koji je postavljen na dno reke i gornji kraj (9) koji je pokretan u visinu u zavisnosti od rečnog dna.

2. Hidroelektrana u skladu sa patentnim zahtevom 1, gde bar jedan element pokretne podvodne brane (7) ima ravan produžen oblik i donji kraj (8) podvodne brane (7) je zglobno obrtno postavljen u rečno dno tako da taj element podvodne brane (7) zauzima prilagodljiv oštar ugao (A) između rečnog dna i elementa podvodne brane nizvodno.

3. Hidroelektrana u skladu sa patentnim zahtevom 1 ili 2 , gde je predvidjen uredjaj za podešavanje visine gornjeg kraja (8) bar jedne podvodne brane (7), koja sadrži komore za vazdušni pritisak (12) postavljene u pokretnu podvodnu branu (7), gde je uzgonska sila komora pod vazdušnim pritiskom (12) prilagodljiva unapred određenoj visini podvodne brane (7).

4. Hidroelektrana u skladu sa patentnim zahtevom 3, gde su vazdušne komore pod pritiskom (12) osmišljena sa nizom segmentno vezanih komora, koje se popunjavaju ujednačenim vazdušnim pritiskom.

5. Hidroelektrana u skladu sa prethodnim patentnim zahtevima, gde pokretna podvodna brana (7) sadrži lopatice turbine (13) koje pokreće vodena sila.

6. Hidroelektrana u skladu sa patentnim zahtevom 5, gde se lopatice turbine (13) nošene rotacionom trakom (14) kreću oko pogonskog vratila (10) na nižem kraju (8) pokretne podvodne brane (7) i gornjeg vratila (15) na gornjem kraju (9) podvodne brane (7).

7. Hidroelektrana u skladu sa patentnim zahtevima 5 i 6, gde su lopatice turbine (13) bar jedne pokretne podvodne brane (7) upareni sa generatorom.

8. Hidroelektrana u skladu sa jednim od prethodnih patentnih zahteva, gde su dva suprotna zida (1; 2) pod uglom u pravcu vodenog toka, tako da se protežu od obalnih strana prema vodenom toku, početku matice reke.

9. Hidroelektrana u skladu sa jednim od prethodnih patentnih zahteva, gde je mašinska jedinica (6) smeštena na slobodnom kraju zida podvodne brane nasuprot dnu reke.

10. Hidroelekrana u skladu sa jednim od prethodnih patentnih zahteva, gde se nalaze dve mašinske jedinice (6), jedna za svaki od dva suprotna zida podvodne brane (1; 2), i gde su dve mašinske sobe (6) povezane jedna sa drugom.

11. Hidroelektrana u skladu sa jednim od prethodnih patentnih zahteva, gde mašinska jedinica (6) sadrži bar jedno pogonsko vratilo (10) povezano sa reduktorom (19) i generatorom pomoću transmisione opreme.

12. Hidroelektrana u skladu sa jednim od prethodnih patentnih zahteva, gde transmisiona oprema sadrži bar jedan zupčanik sa lančanikom, koji je povezan sa jednim zupčanikom reduktora (19).

13. Hidroelektrana u skladu sa jednim od prethodnih patentnih zahteva, gde se kontrolni sistem smešta u mašinsku jedinicu (6).

14. Podvodna brana za hidroelektranu, koja ima donji kraj (8) koji je zglobno obrtno postavljen na rečno dno i gornji kraj (9) koji je udaljen od rečnog dna, gde je gornji kraj (9) pokretan po visini gore-dole u odnosu na rečno dno pomoću uredjaja za podešavanje.

15. Podvodna brana koja sadrži bar jedno od navedenih u patentnim zahtevima 3 do 7.

1. Hidroelektrana za generisanje električne energije, koja treba da bude instalisana u vodeni tok reke, sadrži: a. bar dva suprotna zida podvodne brane (1; 2) koji sadrže obalski kraj (3) postavljen na suprotnim obalama reke i slobodan kraj (4) koji se proteže prema toku reke sa vodenim prolazom (5) između slobodnih krajeva (4) dva suprotna zida podvodne brane (1; 2), kada je u instalisanoj poziciji, b. bar jednu mašinsku jedinicu (6) na jednom od bar dva suprotna zida podvodne brane (1; 2), koja sadrži bar generatorsku jedinicu za generisanje električne energije, i c. kontrolni sistem za kontrolisanje radnih parametara hidroelektrane, d. gde bar jedan element pokretne podvodne brane (7) je postavljen blizu vodenog prolaza (5), koji ima donji kraj (8) koji je postavljen na dno reke i gornji kraj (9) koji je pokretan u visinu u zavisnosti od rečnog dna, e. gde najmanje jedan element pokretne podvodne brane (7) sadrži lopatice turbine (13) koje se pokreću pomoću vodene sile i koji su upareni sa generatorom.

2. Hidroelektrana u skladu sa patentnim zahtevom 1, gde bar jedan element pokretne podvodne brane (7) ima ravan produžen oblik i donji kraj (8) podvodne brane (7) je zglobno obrtno postavljen u rečno dno tako da taj element podvodne brane (7) zauzima prilagodljiv oštar ugao (A) između rečnog dna i elementa podvodne brane nizvodno.

3. Hidroelektrana u skladu sa patentnim zahtevom 1 ili 2 , gde je predvidjen uredjaj za podešavanje visine gornjeg kraja (8) bar jedne podvodne brane (7), koja sadrži komore za vazdušni pritisak (12) postavljene u pokretnu podvodnu branu (7), gde je uzgonska sila komora pod vazdušnim pritiskom (12) prilagodljiva unapred određenoj visini podvodne brane (7).

4. Hidroelektrana u skladu sa patentnim zahtevom 3, gde su vazdušne komore pod pritiskom (12) osmišljene kao niz pregrada sa segmentnom vezom komora, koje se popunjavaju ujednačenim vazdušnim pritiskom.

5. Hidroelektrana u skladu sa patentnim zahtevom 1, gde se lopatice turbine (13) nošene rotacionom trakom (14) kreću oko pogonskog vratila (10) na nižem kraju (8) pokretne podvodne brane (7) i gornjeg vratila (15) na gornjem kraju (9) podvodne brane (7).

6. Hidroelektrana u skladu sa jednim od prethodnih patentnih zahteva, gde su dva suprotna zida (1; 2) pod uglom u pravcu vodenog toka, tako da se protežu od obalnih strana prema vodenom toku, početku matice reke.

7. Hidroelektrana u skladu sa jednim od prethodnih patentnih zahteva, gde je mašinska jedinica (6) smeštena na slobodnom kraju zida podvodne brane nasuprot dnu reke.

8. Hidroelekrana u skladu sa jednim od prethodnih patentnih zahteva, gde se nalaze dve mašinske jedinice (6), jedna za svaki od dva suprotna zida podvodne brane (1; 2), i gde su dve mašinske sobe (6) povezane jedna sa drugom.

9. Hidroelektrana u skladu sa jednim od prethodnih patentnih zahteva, gde mašinska jedinica (6) sadrži bar jedno pogonsko vratilo (10) povezano sa reduktorom (19) i generatorom pomoću transmisione opreme.

10. Hidroelektrana u skladu sa jednim od prethodnih patentnih zahteva, gde transmisiona oprema sadrži bar jedan zupčanik sa lančanikom, koji je povezan sa jednim zupčanikom reduktora (19).

11. Hidroelektrana u skladu sa jednim od prethodnih patentnih zahteva, gde se kontrolni sistem smešta u mašinsku jedinicu (6).

12. Podvodna brana za hidroelektranu, koja ima donji kraj (8) koji je zglobno obrtno postavljen na rečno dno i gornji kraj (9) koji je udaljen od rečnog dna, gde je gornji kraj (9) pokretan po visini gore-dole u odnosu na rečno dno pomoću uredjaja za podešavanje.

13. Podvodna brana koja sadrži bar jedno od navedenih u patentnim zahtevima 3 do 5.