Волновая электростанция с гидротурбиной

Изобретение относится к энергетике, в частности для выработки электроэнергии путем использования энергии морских волн за счет образующихся вертикальных подъемов и спадов волн. Технический результат состоит в получении наиболее простой и эффективной установки, которая позволяет снабжать дешевой электроэнергией потребителей недалеко от берега. Конструкция позволяет осуществлять подачу воды на гидротурбину за счет энергии волн. Технический результат достигается тем, что волновая электростанция, включающая гидротурбину с генератором, преобразователи энергии волн, установленные на дне, систему трубопроводов, согласно изобретения, преобразователи энергии волн выполнены в виде системы водяных насосов, каждый из которых состоит из длинного цилиндра со штоком и поршнем, в верхней части цилиндра выполнены впускной и выпускной клапаны, на штоке закреплен поплавок с возможностью регулирования высоты установки по уровню поверхности воды, дополнительно электростанция содержит резервуар, установленный над гидротурбиной.

Полезная модель относится к энергетике, в частности для выработки электроэнергии путем использования энергии морских волн за счет образующихся вертикальных подъемов и спадов волн.

Известна волновая электростанция, выбранная за прототип (RU патент 2390652, МПК F03B 13/22; опубл. 16.12.2008г.), содержащая гидротурбину с генератором, преобразователи энергии волн, рабочее тело которых посредством трубопроводов воздействует на лопатки гидротурбины, при этом 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.

Недостатком конструкции является сложность конструкции преобразователей энергии волн, низкая эффективность.

Технический результат состоит в получении наиболее простой и эффективной установки, которая позволяет снабжать дешевой электроэнергией потребителей недалеко от берега. Конструкция позволяет осуществлять подачу воды на гидротурбину за счет энергии волн.

Технический результат достигается тем, что волновая электростанция, включающая гидротурбину с генератором, преобразователи энергии волн, установленные на дне, систему трубопроводов, согласно изобретения, преобразователи энергии волн выполнены в виде системы водяных насосов, каждый из которых состоит из длинного цилиндра со штоком и поршнем, в верхней части цилиндра выполнены впускной и выпускной клапаны, на штоке закреплен поплавок с возможностью регулирования высоты установки по уровню поверхности воды, дополнительно электростанция содержит резервуар, установленный над гидротурбиной.

Насос снабжен гибким креплением к основанию, установленному на дне.

Поплавок снабжен фиксатором для регулирования высоты установки поплавка по уровню поверхности воды.

Цилиндр снабжен верхним и нижним ограничителями движения поршня, расстояние между которыми определяется максимальным размахом волны в данной местности. Цилиндр имеет длину, соответствующую глубине в точке погружения. Волновая электростанция состоит системы трех устройств:

1. система водяных насосов, установленных в море недалеко от берега;

2. резервуар на берегу для накопления потенциальной водяной энергии;

3. гидротурбина, установленная внизу резервуара.

На фиг. 1 представлена конструкция насоса. На фиг. 2 представлен рисунок волновой электростанции.

Отдельный насос состоит из основания 1, закрепленного на дне, длинного цилиндра 2 с впускным 7 и выпускным 6 клапанами, расположенными в верхней части цилиндра 2. Длина цилиндра соответствует глубине в точке погружения. Внутри цилиндра 2 находится длинный шток 4 с поршнем 3 на конце. Крайние позиции поршня 3 имеют ограничители 10, 11, установленные в цилиндре 2, расстояние между которыми определяется максимальным размахом волны в данной местности. Нижняя часть цилиндра 2 до нижнего ограничителя 11 открыта для циркуляции воды. На верхнем конце штока 4 закреплен поплавок 8, высота установки которого может легко регулироваться и переустанавливаться на любую высоту с помощью фиксатора 9. Поплавок 8 устанавливают по среднему уровню поверхности воды. Дополнительно, цилиндр 2 снабжен направляющим кольцом 13. В верхней части цилиндра 2 шток 4 находится внутри направляющего кольца 13. Насос закрепляют на основании 1 с помощью крепления 14, предпочтительно, выполненного из гибкого материала. Конструкция насоса выполняется из материала, не подвергающегося коррозии.

Насос работает следующим образом. После прохождения волны поршень 3 под собственным весом и весом поплавка 8 опускается вниз и через впускной клапан 7 легко засасывает воду в цилиндр 2. Когда подходит следующая волна, поплавок 8 с цилиндром 2 начинают подниматься, внутреннее давление цилиндра 2 закрывает впускной клапан 7 и открывает выпускной клапан 6 через который вода под давлением через гибкий шланг 5 поступает в главную трубу 12 и далее в резервуар (на чертеже не показано). Клапан 6 может быть расположен в стенке главной трубы. Следующая волна повторяет цикл. Давление в главной трубе 12 (высота подъема воды) зависит от диаметра цилиндра 2 и объема поплавка 8.

Устройство насоса с рабочим ходом, когда выпускной клапан расположен внизу и давление создаётся весом поршня, авторами отвергнуто, т.к., в связи с необходимым большим весом поршня, насос становиться инерционным и не сможет выполнять свои функции.

Работа системы осуществляется следующим образом. Система водяных насосов постоянно накачивает воду в резервуар через одну или несколько главных труб 12. Для уменьшения высоты подъема воды основание резервуара должно находиться возможно ближе к поверхности воды или на платформе в воде. Вода внизу резервуара постоянно оказывает давление на гидротурбину, которая в свою очередь вырабатывает электроэнергию.

Таким образом, основные преимущества электростанции состоят в том, что конструкция насоса при массовом производстве дешевая, не содержит металл и не подвержен коррозии; система водяных насосов легко собирается и присоединяется к главной трубе, потери электроэнергии минимальны, выход одного или нескольких насосов из строя практически не влияет на работоспособность системы.

1. Волновая электростанция, включающая гидротурбину с генератором, преобразователи энергии волн, установленные на дне, систему трубопроводов, отличающаяся тем, что преобразователи энергии волн выполнены в виде системы водяных насосов, каждый из которых состоит из длинного цилиндра со штоком и поршнем, в верхней части цилиндра выполнены впускной и выпускной клапаны, на штоке закреплен поплавок с возможностью регулирования высоты установки по уровню поверхности воды, дополнительно электростанция содержит резервуар, установленный над гидротурбиной.

2. Волновая электростанция по п.1, отличающаяся тем, что насос снабжен гибким креплением к основанию, установленному на дне.

3. Волновая электростанция по п.1, отличающаяся тем, что поплавок снабжен фиксатором для регулирования высоты установки поплавка по уровню поверхности воды.

4. Волновая электростанция по п.1, отличающаяся тем, что цилиндр снабжен верхним и нижним ограничителями движения поршня.

5. Волновая электростанция по п.1, отличающаяся тем, что цилиндр имеет длину, соответствующую глубине в точке погружения.