Автoры: Демидoв Лев Никoлаевич, Куканкoв Сергей Никoлаевич, Федoрищев Олег Никoлаевич
Вoлнoвая электрocтанция cocтoит из турбины c генератoрoм, преoбразoвателей энергии вoлн рабочим телом которых поcредcтвом трубопроводов проиcходит воздейcтвие на лопатки турбины. Наличие преобразователей, погруженных на дно и выполненных в виде уcеченного конуcа или пирамиды c вырезами. Вырезы обеcпечивают поcтупление воды, от которой cоздаётcя избыточное давление рабочего тела, которое находитcя в верхней более узкой чаcти преобразователей. Смыcл изобретения - cоздать конструкцию волновой электростанции, которая позволит рационально преобразовывать энергию волн в электричество. 2 ил.
Изобретение относится к области электроэнергетики и может быть использовано для производства экологически чистой электроэнергии путем преобразования энергии морских волн (в том числе приливов и отливов).
В последнее время нехватка энергии стала международной проблемой, развитие экономики и как следствие увеличивающиеся объемы потребления заставляют искать новые источники энергии.
Существуют различные пути решения данной проблемы.
Во-первых, за счет сжигания традиционных энергоресурсов: угля, нефти и газа, т.е. удвоения (утроения и т.д.) производства и сжигания горючих углеродосодержащих ископаемых и соответственно в огромных размерах выброс в атмосферу СО2 (углекислого газа, создающего парниковый эффект).
Во-вторых, за счет атомной энергетики. Конечно, атомная энергетика - выход из проблемы, но где гарантия от повторения чернобыльской катастрофы, да и не такое это дешевое и быстрое дело.
В-третьих, в перспективе - «водородная энергетика». Но водород не является первичным энергоносителем, и говорить о его применении в энергетике можно лишь при очень дешевой и экологически чистой генерации электроэнергии. Только при этом условии можно наладить экономически оправданное производство водорода, разлагая электролизом воду.
Чтобы цивилизованно и в разумные сроки решить проблему обеспечения потребителей электроэнергией, с учетом того, что количество сырьевых, не возобновляемых источников энергии снижается, необходимо обратиться к энергосберегающим технологиям и возобновляемым источникам энергии. Использование возобновляемых источников энергии, таких как энергия солнца, движение водных и воздушных масс, геотермальная энергия, другие природные явления, составляет основу нетрадиционной энергетики.
Таким образом, для решения вышеуказанных проблем была предложена волновая электростанция с использованием энергии волн.
Наиболее близким по технической сущности к заявляемому изобретению является устройство для использования энергии текучей среды (SU 1581851 A2), содержащее турбину, электрогенератор и ряды радиально расположенных на различных уровнях емкостей. Установленных с возможностью вращения на горизонтальном валу и последовательно сообщенных между собой при помощи диаметрально расположенных каналов. Емкости с одной стороны имеют всасывающий, а с другой - напорный патрубки, объем емкостей выполнен переменным, уменьшающимся от всасывающего к напорному патрубку, турбина установлена с возможностью вращения в сторону, противоположную вращению емкостей, соединена с ротором электрогенератора, а статор последнего соединен с горизонтальным валом, с целью повышения КПД, устройство снабжено полым корпусом, охватывающим вал, установленным с возможностью вращения на нем и разделенным при помощи вертикальных перегородок на герметичные секции, вал снабжен лопаточными венцами, расположенными в каждой секции, каналы выполнены в виде труб, каждая из которых состоит из двух частей, соединенных между собой при помощи шарнирного механизма с возможностью поворота в сторону, противоположную вращению емкостей, трубы каждого ряда емкостей подключены к секциям корпуса по разные стороны от перегородок.
Недостатками этого устройства генерирования электроэнергии является наличие множества буев, наличие сложной системы нагнетания рабочего тела и приводов электрогенератора, имеется множество патрубков и трубопроводов, нестабильность частоты вырабатываемой электроэнергии.
Требуемый технический результат - волновая электростанция такой конструкции, которая позволит рациональным образом преобразовывать подводимую энергию волн в электроэнергию, причем изменения параметров подводимой энергии (амплитуды и частоты следования волн, высоты подъема/опускания воды) в меньшей степени влияют на параметры получаемой электроэнергии по сравнению с прототипом.
Волновая электростанция содержит турбину с генератором, преобразователи энергии волн, преобразователи погружены на дно и выполнены в виде усеченного конуса или пирамиды с вырезами, обеспечивающими поступление воды для создания избыточного давления рабочего тела, находящегося в верхней более узкой части преобразователей, рабочее тело посредством трубопроводов воздействует на лопатки турбины соединенной с генератором.
Требуемый технический результат достигается тем, что в предлагаемом устройстве подводимая энергия волн повышает давление рабочего тела в устройстве преобразования подводимой энергии волн (1) в энергию рабочего тела, поступающего в контур давления (2), воздействующего на лопатки турбины, соединенной с генератором (3). Устройства преобразования подводимой энергии волн (1) представляют собой корпуса (4) в форме усеченных конусов или пирамид с вырезами (6), погруженных на дно и соединенных трубопроводами (5). Вырезы в корпусе преобразователя предназначены для поступления воды и создания избыточного давления рабочего тела, находящегося в верхней более узкой части преобразователей.
Сущность изобретения поясняется чертежами, где на фиг.1 представлен возможный вариант устройства волновой электростанции, и содержит:
1 - устройства преобразования подводимой энергии волн в энергию рабочего тела;
2 - контур давления;
3 - турбину с генератором.
На фиг.2 представлен возможный вариант преобразователя подводимой энергии волн, содержащий:
4 - корпус устройства преобразования;
5 - трубопровод;
6 - вырезы.
Преобразователь представляет собой устройство, в котором поступающая через отверстия (вырезы) вода создает избыточное давление рабочего тела, находящегося в верхней более узкой части устройства.
Волновая электростанция работает следующим образом: волны постоянно меняют уровень моря, изменение уровня ведет к изменению давления в устройстве преобразования (1). Устройства преобразования подводимой энергии, протопленные или расположенные на дне вдоль побережья, в районах с повышенной активностью моря. Энергия волн воздействует на стационарные установки преобразователей энергии, поднимая давление в трубопроводе (5) какого-либо из них, и, как следствие, происходят изменения давления в контуре давления (2). Рабочее тело, перемещаясь в сторону пониженного давления, приходит на лопатки турбины, соединенной с генератором, вырабатывающим электроэнергию.
После воздействия на лопатки турбины рабочее тело поступает в любую установку, где ввиду отката волны создается разрежение.
