RU2227844C2

RU2227844C2 - Wave energy plant

Info

Publication number: RU2227844C2
Application number: RU2002104096/06A
Authority: RU
Inventors: ков Л.А. Пестр; Л.А. Пестряков
Original assignee: Пестряков Леонард Александрович
Priority date: 2002-02-13
Filing date: 2002-02-13
Publication date: 2004-04-27

Abstract

FIELD: conversion of falling sea wave energy into electricity. SUBSTANCE: power plant is installed in enclosed water area at distance of 50 m from shore. Wave energy plant has wave intake, flume, running wheels, flywheel, and generator. Wave intake is provided with underwater breaker whose slabs can vary depth of immersion to afford fall of waves of any height at desired point of running wheel. Operating element is made in the form of three bladed wheels. Running wheels are mounted above horizontal flume carrying frothed wave; in the process running wheels can rise above flume depending on wave height. Running wheels convey torque to flywheel through chain transmissions and freewheel clutches. Flywheel functions to accumulate energy thereby smoothing down intervals of wave incidence and to uniformly transfer rotary motion to generator by means of automatic variable speed unit. Underwater breakers capable of handling up to 3 m high waves are installed upstream of wave intakes at distance of 25 m from sea side to protect wave energy plant against storm and hurricane waves, upper slab of breaker being submerged to depth of 4.5 5 m. EFFECT: enhanced operating reliability of wave energy plant. 1 cl, 4 dwg

Description

Изобретение относится к гидроэнергетике и предназначено для преобразования энергии морских волн в электрическую.The invention relates to hydropower and is intended to convert the energy of sea waves into electrical energy.

Аналогом заявленного технического устройства является волновая энергетическая установка - авторское свидетельство на изобретение 1000579, М.Кл.3 F 03 В 13/12. Волновая энергетическая установка содержит волноприемник с входным сужающимся патрубком, рабочий орган с лопастями соединен с генератором, накопительный бассейн с выпускной щелью, размещенной на выходе волноприемника.An analogue of the claimed technical device is a wave power plant - copyright certificate for the invention 1000579, M. Cl. 3 F 03 B 13/12. The wave power plant comprises a wave receiver with an inlet tapering nozzle, a working body with blades connected to a generator, a storage pool with an outlet slot located at the outlet of the wave receiver.

Обладает следующими недостатками:It has the following disadvantages:

1. Рабочий орган будет работать малоэффективно, так как не используется энергия заранее подготовленных к обрушению волн.1. The working body will work inefficiently, since the energy of waves prepared in advance for the collapse is not used.

2. Волновая энергетическая установка не защищена от сверхмощных штормовых волн.2. The wave power plant is not protected from heavy duty storm waves.

Цель изобретения - создание стабильно работающей мощной волновой энергетической установки с использованием силы падающей, обрушающейся, волны.The purpose of the invention is the creation of a stably working powerful wave power plant using the power of an incident, collapsing wave.

Волновая энергетическая установка состоит из волноприемника, желоба, рабочих колес, маховика и генератора.The wave power plant consists of a wave receiver, a trough, impellers, a flywheel, and a generator.

Волноприемник снабжен подводным волноломом, плиты которого способны изменять глубину погружения с помощью домкратов в зависимости от волнения моря.The wave receiver is equipped with an underwater breakwater, the plates of which are capable of changing the depth of immersion using jacks, depending on the waves of the sea.

Рабочий орган выполнен в виде трех колес с лопастями, колеса соединены между собой с генератором цепными передачами через обгонные муфты и маховик.The working body is made in the form of three wheels with blades, the wheels are interconnected with the generator by chain transmissions through overrunning clutches and a flywheel.

Рабочие колеса установлены последовательно над горизонтальным желобом, при этом рабочие колеса способны подниматься над желобом в зависимости от высоты волны. Плита желоба устанавливается между корпусами электростанции.The impellers are installed sequentially above the horizontal trough, while the impellers are able to rise above the trough depending on the height of the wave. The gutter plate is installed between the buildings of the power plant.

Волновая энергетическая установка является главным звеном в морской волновой электростанции.The wave power plant is the main link in the marine wave power plant.

Электростанция состоит из четырех волновых энергетических установок, которые установлены уступом, для охвата морских волн длиной от 15 до 50 метров (т.е. до 5-балльного волнения моря (см. таблицу Бофорта)).The power plant consists of four wave power plants, which are installed by a ledge, to cover sea waves with a length of 15 to 50 meters (i.e., up to a 5-point sea wave (see Beaufort table)).

Морская электростанция устанавливается от берега примерно в 50 метрах, на глубине 5-7 метров. Акватория электростанции ограждается поперечными траверсами полного профиля.A marine power plant is installed offshore at about 50 meters, at a depth of 5-7 meters. The water area of the power plant is protected by transverse cross-beams of a full profile.

Для нормального направления наката волн в волноприемники со стороны моря по бокам акватории электростанции установлены полупогруженные волноломы, выполняющие роль дифракции волн.For the normal direction of the wave run into the wave receivers from the sea, on the sides of the water area of the power plant, semi-submerged wave breakers are installed that act as wave diffraction.

Заявленное техническое решение поясняется чертежами, где на фиг.1 показан план морской волновой электростанции, на фиг.2 показан продольный разрез морской волновой электростанции, на фиг.3 показан фрагмент разреза волновой энергетической установки, на фиг.4 показан поперечный разрез волновой энергетической установки.The claimed technical solution is illustrated by drawings, in which Fig. 1 shows a plan of a marine wave power plant, Fig. 2 shows a longitudinal section of a marine wave power plant, Fig. 3 shows a fragment of a section of a wave power plant, and Fig. 4 shows a cross section of a wave power plant.

Волновая энергетическая установка состоит из волноприемника, желоба, трех рабочих колес, маховика и генератора.The wave power plant consists of a wave receiver, a trough, three impellers, a flywheel and a generator.

Волноприемник снабжен подводным волноломом, плиты 7 волнолома установлены на опорах, выполненных в виде домкратов 9, способных изменять глубину погружения плит. Желоб 1 выполнен в виде плиты, расположенной горизонтально на уровне моря между корпусами зданий.The wave receiver is equipped with an underwater breakwater, the breaker plates 7 are mounted on supports made in the form of jacks 9, capable of changing the immersion depth of the plates. The gutter 1 is made in the form of a plate located horizontally at sea level between the buildings.

Рабочие колеса 2 с лопастями соединены между собой и генератором 6 цепными передачами 8 через обгонные (храповые) муфты 3 и маховик 4, при этом рабочие колеса способны подниматься над желобом в зависимости от высоты волны с помощью винтовой передачи 5. Волновая энергетическая установка работает следующим образом.The impellers 2 with the blades are connected to each other and the generator 6 by chain gears 8 through overtaking (ratchet) couplings 3 and a flywheel 4, while the impellers are able to rise above the trough depending on the wave height using a helical gear 5. The wave power plant operates as follows .

Морские волны (принимаем волнение моря - 4 балла, волны высота - h=1,5 м; длина - l=30 м; период t - 5 с; ветер - свежий (см. шкалу Бофорта)), подходя к волноприемнику, встречают подводные плиты волнолома, установленные на такую глубину, которая способствует закручиванию данной волны, и при подходе к желобу волна обрушивается со скоростью 30 км/ч. Объем обрушенной вспененной волны примерно равен 10-12 м³. Двигаясь по желобу, волна вращает поочередно все три рабочих колеса, а наличие обгонных муфт дает возможность цепной передаче передавать вращение маховику и генератору каждым последующим рабочим колесом, при этом предыдущие колеса не вращаются, так как волна прошла.Sea waves (we accept sea waves - 4 points, waves height - h = 1.5 m; length - l = 30 m; period t - 5 s; wind - fresh (see Beaufort scale)), approaching the wave receiver, they meet underwater wave breaker slabs set to a depth that facilitates the spinning of the given wave, and when approaching the trench, the wave breaks at a speed of 30 km / h. The volume of the broken foam wave is approximately equal to 10-12 m ³ . Moving along the gutter, the wave rotates all three impellers in turn, and the presence of overrunning clutches allows the chain drive to transmit the rotation to the flywheel and the generator with each subsequent impeller, while the previous wheels do not rotate as the wave passed.

Акватория морской электростанции относительно изолирована от открытого моря, поэтому с каждой новой волной происходит переполнение акватории и появляется обратное подводное течение морской воды под желобом навстречу новой волне, а это является дополнительным фактором формирования волны и ее обрушения.The water area of the marine power plant is relatively isolated from the open sea, so with each new wave there is an overflow of the water area and a reverse underwater flow of sea water appears under the trench towards the new wave, and this is an additional factor in the formation of the wave and its collapse.

При штормовой погоде высота и длина волны увеличивается, поэтому для предохранения волновых энергетических установок от разрушения передними со стороны моря на расстоянии 25 метров устанавливаются подводные волноломы 10 (с глубиной залегания верхней плиты волнолома - 4,5 метра), которые способствуют обрушению мощных штормовых волн высотой более 3 метров.In stormy weather, the height and wavelength increases, therefore, to protect the wave power plants from being destroyed by the front ones from the sea, at a distance of 25 meters, underwater breakwaters 10 are installed (with a depth of the top plate of the breakwater of 4.5 meters), which contribute to the collapse of powerful storm waves with a height more than 3 meters.

Буруны этих волн, пройдя 25 метров по глубокой воде, подойдут к волноприемнику волновой энергетической установки ослабленными, но способными вращать рабочие колеса.The breakers of these waves, having walked 25 meters in deep water, will approach the wave receiver of the wave power plant weakened, but able to rotate the impellers.

Claims

A wave power plant comprising a wave receiver, a chute, a working body with blades connected to a generator, characterized in that the working body is made in the form of three impellers with blades capable of rising above the chute, and the wave receiver is equipped with an underwater wave breaker, which is mounted on supports in front of the chute made in the form of jacks, with the help of which the plates of the breakwater can change the depth of immersion.