Волновая энергетическая установка с гидравлической системой циклического действия

 

Изобретение относится к области энергетики, использующей источники возобновляемой энергии, а именно к морским плавучим электростанциям и решает задачу по снабжению электроэнергией труднодоступных населенных пунктов за счет обеспечения бесперебойной работы волновой энергетической установки с гидравлической системой циклического действия по преобразованию энергии морских волн в электроэнергию преимущественно в арктических условиях. Для этого волновая энергетическая установка с гидравлической системой циклического действия, имеющая корпус, в котором расположены буй, турбина, поршень, перемещающийся внутри рабочего цилиндра вверх и вниз за счет вертикальных движений буя под воздействием колебаний водной поверхности, раскручивая турбину путем изменения давления в рабочем цилиндре через трубопроводы, а также соединенные с турбиной генератор с преобразователем энергии и аккумулятор, по полезной модели оснащена системой якорного удержания на точке эксплуатации и расположенной в корпусе гидравлической системой, использующей в качестве рабочей среды незамерзающую синтетическую жидкость и содержащей резервуар низкого давления, связанный трубопроводами с рабочим цилиндром, который оборудован четырьмя попарно открывающимися обратными клапанами. При этом поршень связан с буем посредством штока. Предлагаемая волновая энергетическая установка с гидравлической системой циклического действия позволяет осуществлять подачу электроэнергии к потребителям, расположенным на арктическом и дальневосточном побережьях обеспечения бесперебойную работу по преобразованию энергии морских волн в электроэнергию преимущественно в арктических условиях, что выгодно отличает ее от прототипа.

Волновая энергетическая установка с гидравлической системой

циклического действия

Полезная модель относится к области энергетики, использующей источники возобновляемой энергии, а именно к морским плавучим электростанциям и касается вопроса обеспечения электроэнергией труднодоступных населенных пунктов и вновь создаваемых производственных комплексов на арктическом и дальневосточном побережьях.

Известна морская плавучая электростанция (патент RU 2388933/С2 от 09.06.2008 "Инерционно-поршневая волновая энергетическая установка") - прототип.

Однако использовать известную инерционно-поршневую волновую энергетическую установку с пневматической системой с учетом климатических условий арктических регионов, а также гарантировать регулярное и непрерывное обеспечение электроэнергией потребителей не представляется целесообразным и экономически оправданным, так как установка с пневмоприводном имеет существенные недостатки по сравнению с гидравлической системой:

возможность взрывного разрыва пневмоприводных трубопроводов, в связи с чем в них применяются небольшие давления рабочего газа (до 1 МПа), и, как следствие, усилия на рабочих органах значительно меньшие;

для регулирования величины поворота штока привода необходимость использования дорогостоящих устройств - позиционеров;

нагревание и охлаждение рабочего газа в процессе сжатия и расширения приводят к возможности обмерзания пневмосистем и конденсации водяных паров из рабочего газа, поэтому возникает необходимость его осушения;

относительно небольшой срок эксплуатации в связи с износом пружин подвеса инерционного блока.

Предлагаемая полезная модель позволит:

существенно повысить КПД установки, за счет:

возможности получения больших сил и мощностей при малых размерах и весе передаточного механизма;

самосмазываемости трущихся поверхностей при применении минеральных и синтетических масел в качестве рабочих жидкостей;

2

-уменьшить стоимость электроэнергии за счет упрощённости компоновки основных узлов гидропривода;

увеличить срок эксплуатации за счет:

- более простой конструкции;

- простоты управления и автоматизации;

- надежности эксплуатации.

Задачей предлагаемой полезной модели является преобразование энергии морских волн в электроэнергию для обеспечения ею труднодоступных населенных пунктов и производственных комплексов арктического и дальневосточного побережий.

Для этого предусматривается плавучая конструкция цилиндрической формы, состоящая из корпуса с системой якорного удержания и буя, соединенного с корпусом с помощью штока и перемещающегося внутри каркаса, который является частью корпуса и содержит внутри себя гидравлическую систему с гидроприводом и энергетический блок.

Сущность предполагаемой полезной модели поясняется рисунками, где на фиг.1 схематично приведен общий вид предлагаемой волновой энергетической установки с буем (срез по ДП) в верхнем положении (на гребне волны); на фиг.2 - общий вид предлагаемой волновой энергетической установки с буем (срез по ДП) в нижнем положении (в седле волны); на фиг.З - вид А фиг.1, на фиг.4 - вид Б-Б фиг. 2, на фиг.5 -вид В-В фиг.4.

Конструкция волновой энергетической установки (Фиг. 1) состоит из корпуса 1, раскрепленного на мертвых якорях 2 посредством тросов 3, и буя 4, соединенного с корпусом штоком 5 и перемещающегося внутри каркаса 6, являющегося частью корпуса.

Внутри корпуса располагаются гидравлическая система и энергоблок.

Гидравлическая система, использующая принцип работы насоса двойного действия, обеспечивающего регулярную и беспрерывную подачу рабочей жидкости 7 к турбине 8, состоит из цилиндра 9 и обратных клапанов: при подъеме буя на гребень волны работают клапаны 24,25; при спуске буя в седло - 10,26.

В состав волновой установки также входят поршень 11, резервуар низкого давления 12, всасывающий верхний - 13 и нижний - 27, напорный 14 и сливной 15 трубопроводы и турбина, агрегированная с генератором 16.

Энергоблок, использующий принцип преобразования механической энергии в электрическую, состоит из генератора 16, преобразователя 17, стабилизатора напряжения 18, блока аккумуляторов 19 и силового кабеля 20.

Предлагаемая волновая энергетическая установка с двухфазовым циклом работает постоянно следующим образом.

3

При подъеме буя на гребень волны 21 шток 5 с поршнем 11 перемещаются в цилиндре 9 вверх. При этом рабочая жидкость 7 поступает из резервуара низкого давления 12 по всасывающему трубопроводу 27 через открытый обратный клапан 24 (обратный клапан 10 закрыт) в цилиндр 9 под поршень 11. Под давлением жидкость через открытый обратный клапан 25 (обратный клапан 26 закрыт) нагнетается в напорный трубопровод 14. Далее поток рабочей жидкости раскручивает турбину, агрегированную генератором 16 и по сливному трубопроводу 15 возвращается в резервуар низкого давления 12. Электрический ток, выработанный генератором после преобразователя 17 и стабилизатора напряжения 18, накапливается в аккумуляторах и передается по силовому кабелю на берег.

При спуске буя в седло волны 22 (Фиг. 2) шток 5 с поршнем 11 перемещаются в цилиндре 9 вниз, и при этом рабочая жидкость 7поступает из резервуара низкого давления 12 по всасывающему трубопроводу 13 через открытый обратный клапан 10 (обратный клапан 24 закрыт) в цилиндр 9 над поршнем 11. Под давлением с жидкость через открытый обратный клапан 26 (обратный клапан 25 закрыт) нагнетается в напорный трубопровод 14.

Далее процесс повторяется как при подъеме буя на гребень волны.

Полученная от волновой установки электроэнергия, через блок компенсирующих аккумуляторов 19, подается на береговую подстанцию с помощью подводного силового кабеля 23, заглубленного на дне.

Предлагаемая полезная модель волновой энергетической установки обеспечивает в навигационный период бесперебойную подачу электроэнергии к потребителям, расположенным на арктическом и дальневосточном побережьях. Использование в предлагаемой волновой энергетической установке автономной гидроэлектрической системы при преобразовании волновой энергии в электрическую является важным преимуществом по сравнению с существующими аналогичными установками, с учетом гарантированной подачи электроэнергии потребителям, что его выгодно отличает от прототипа.

Волновая энергетическая установка цилиндрической формы, состоящая из корпуса с системой якорного удержания и буя, соединенного с корпусом штоком и перемещающегося внутри каркаса, являющегося частью корпуса, отличающаяся тем, что содержит внутри корпуса гидравлическую систему, использующую принцип работы насоса двойного действия, обеспечивающего регулярную и непрерывную подачу рабочей жидкости к турбине, и энергетический блок, использующий принцип преобразования механической энергии в электрическую.



 

Похожие патенты:

Полезная модель относится к области малой гидроэнергетики и может применяться для энергообеспечения удаленных объектов (жилого дома, турбазы, стоянки фермера и др
Наверх