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DE102013019229B4 - tidal generator - Google Patents

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DE102013019229B4
DE102013019229B4 DE102013019229.3A DE102013019229A DE102013019229B4 DE 102013019229 B4 DE102013019229 B4 DE 102013019229B4 DE 102013019229 A DE102013019229 A DE 102013019229A DE 102013019229 B4 DE102013019229 B4 DE 102013019229B4
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ArianeGroup GmbH
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Abstract

Schwimmender Gezeitengenerator für die Erzeugung elektrischer Energie aus dem Wellenhub und aus der Meeresströmung, gekennzeichnet durch eine Kombination wenigstens eines Wellengenerators (3) und wenigstens eines Strömungsgenerators (4), die zusammen mit einer Seezeicheneinheit (1), einer Zentraleinheit (2), einer Auftriebs- und Richtungseinheit (5), wenigstens einer Strömungsturbine mit einem vertikalen Rotor (6) sowie einer mechanischen Blattverstellung (7) in angenähert vertikaler Richtung bewegbar auf einer Starrachse (8) angeordnet sind, die an einem auf dem Meeresboden ruhenden und dort gegebenenfalls verankerbaren Grundgewicht (9) unterhalb der Wasseroberfläche (10) schwenkbar gelagert ist.Floating tide generator for the generation of electrical energy from the wave lift and the ocean current, characterized by a combination of at least one wave generator (3) and at least one flow generator (4), which together with a navigation unit (1), a central unit (2), a buoyancy - And direction unit (5), at least one flow turbine with a vertical rotor (6) and a mechanical blade adjustment (7) are arranged in an approximately vertical direction movable on a rigid axle (8), which is based on a resting on the seabed and there optionally anchored basis weight (9) is pivotally mounted below the water surface (10).

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Gezeitengenerator für die Erzeugung elektrischer Energie aus dem Wellenhub und aus der Meeresströmung.The invention relates to a tide generator for the generation of electrical energy from the wave stroke and from the ocean current.

Ein Meeresströmungskraftwerk ist laut Wikipedia ein Wasserkraftwerk, das aus der natürlichen Meeresströmung Elektrizität erzeugt. Es wird dabei nicht, wie bei den meisten anderen Wasserkraftanlagen, ein Stauwerk errichtet, sondern die Turbine steht an einem Mast frei in der Strömung. Zu den entscheidenden Vorteilen derartiger Meeresströmungskraftwerke zählt die Tatsache, dass Meeresströmungen kontinuierlich fließen und sich dadurch gut vorhersagen lassen, wodurch sich die Qualität eines Standortes gut einschätzen läßt. Zudem benötigen Meeresströmungskraftwerke eine nur geringe Strömungsgeschwindigkeiten, da die Dichte des Wassers wesentlich größer als die von Luft ist.An ocean current power plant is, according to Wikipedia, a hydroelectric power station that generates electricity from the natural ocean currents. It is not, as with most other hydroelectric power plants, built a dam, but the turbine is free on a mast in the flow. One of the key advantages of such ocean current power plants is the fact that ocean currents flow continuously and can therefore be easily predicted, which makes it easy to assess the quality of a site. In addition, ocean current power plants require only low flow velocities since the density of the water is much greater than that of air.

Kommerzielle Meeresströmungskraftwerke sind in der Regel komplett in das umgebende Wasser eingetaucht, da eine Durchmischung der Wasserströmung mit Luft zu einem rapiden Sinken der Dichte der Strömung und damit einem Leistungseinbruch führen würde. Zudem werden in diesem Fall Probleme, wie Korrosion aufgrund höherer Luftzufuhr, vermieden. Meeresströmungskraftwerke sind in ihrem Betrieb ähnlich umweltverträglich wie Windkraftanlagen oder Solarkraftwerke, da ihre Turbinen keine Abfallstoffe, wie zum Beispiel Kohlenstoffdioxid, emittieren. Auch sind infolge der langsamen Rotation des Rotors Meeresströmungskraftwerke für Fische und andere Meerestiere praktisch ungefährlich.Commercial ocean current power plants are usually completely submerged in the surrounding water, since mixing the water flow with air would cause a rapid decrease in the density of the flow and thus a power dip. In addition, problems such as corrosion due to higher air supply are avoided in this case. Oceanic power plants are as environmentally sound in their operation as wind turbines or solar power plants because their turbines do not emit any waste materials, such as carbon dioxide. Also, due to the slow rotation of the rotor sea current power plants for fish and other marine animals are virtually safe.

Zu den Nachteilen von Meeresströmungskraftwerken gehört ihre mangelnde Wirtschaftlichkeit; außerdem ist in der Nähe derartiger Anlagen nur dann ein effektiver Fischfang möglich, wenn der Wasserspiegel über der Turbine ausreichend hoch ist. Ferner sind bei der Errichtung der Turbinen Wechselwirkungen mit möglichen Schiffsbewegungen zu berücksichtigen. Auch stellt die Installation der Anlagen eine wasserbau- und stahlbautechnische Herausforderung dar, weil Bauarbeiten auf offener See oder in Flüssen anspruchsvoll sind und die Baumaterialien unterwassertauglich und gegen Salzangriff gerüstet sein müssen. Ihre Wartung ist häufig aufwendig, da sich die Anlagen unter Wasser befinden und dadurch schwer erreichbar sind.The disadvantages of ocean current power plants include their lack of efficiency; In addition, effective fishing is only possible near such facilities if the water level above the turbine is sufficiently high. Furthermore, when constructing the turbines, interactions with possible ship movements have to be considered. Also, the installation of the facilities represents a hydraulic engineering and steel engineering challenge, because construction work on the open sea or in rivers are demanding and the building materials must be suitable for underwater and against salt attack. Their maintenance is often expensive, since the plants are under water and therefore difficult to reach.

Demgegenüber schwimmt ein Wellengenerator gleichsam im Meer bzw. er wird lediglich auf dem Meeresboden verankert, wie dies beispielsweise auf der Website „https://www.slimlife.eu/wellengenerator.html“ beschrieben ist. Die schwimmende Anlage wird dabei einfach zu ihrem vorgesehenen Standort geschleppt und dort verankert. Allerdings sind die Energieausbeuten eines reinen Wellengenerators vergleichweise gering.In contrast, a wave generator floats as it were in the sea or it is anchored only on the seabed, as described for example on the website "https://www.slimlife.eu/wellengenerator.html". The floating system is simply towed to its intended location and anchored there. However, the energy yields of a pure wave generator are comparatively low.

Die Druckschrift GB 2 431 437 A offenbart eine Vorrichtung zur Erzeugung von Energie aus Wellenhub und Meeresströmung. Aus der US 2004/0007881 A1 ist eine Meerwasserentsalzungsanlage bekannt, die Wellenbewegungen ausnutzt.The publication GB 2 431 437 A discloses a device for generating energy from wave lift and ocean current. From the US 2004/0007881 A1 is a desalination plant known that exploits wave movements.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Anordnung der eingangs genannten Art bereitzustellen, die eine optimale Nutzung der Meeresenergie ermöglicht.The object of the invention is to provide an arrangement of the type mentioned, which allows optimal use of ocean energy.

Die Erfindung löst diese Aufgabe durch eine Kombination wenigstens eines Wellengenerators und wenigstens eines Strömungsgenerators, die zusammen mit einer Seezeicheneinheit, einer Zentraleinheit, einer Auftriebs- und Richtungseinheit, wenigstens einer Strömungsturbine mit einem vertikalen Rotor sowie einer mechanischen Blattverstellung in angenähert vertikaler Richtung bewegbar auf einer Starrachse angeordnet sind, die an einem auf dem Meeresboden ruhenden und dort gegebenenfalls verankerbaren Grundgewicht unterhalb der Wasseroberfläche schwenkbar gelagert ist. Vorteilhafte Weiterbildungen sind in den weiteren Ansprüchen angegeben.The invention achieves this object by a combination of at least one wave generator and at least one flow generator, which together with a navigation unit, a central unit, a buoyancy and direction unit, at least one flow turbine with a vertical rotor and a mechanical blade adjustment in approximately vertical direction movable on a rigid axle are arranged, which is mounted on a resting on the seabed and there optionally anchored basis weight below the water surface pivotally. Advantageous developments are specified in the further claims.

Nachfolgend soll die Erfindung anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert werden. Es zeigen:

  • 1 eine schematische, teilweise geschnittene Darstellung eines Gezeitengenerators,
  • 2 den schematischen Aufbau eines Teils der in 1 gezeigten Anordnung,
  • 3 ein Detail der in 1 gezeigten Anordnung und
  • 4-13 in schematischer Darstellung weiter Details der in 1 gezeigten Anordnung.
The invention will be explained in more detail with reference to an embodiment shown in the drawing. Show it:
  • 1 a schematic, partially sectioned representation of a tidal generator,
  • 2 the schematic structure of a part of in 1 shown arrangement,
  • 3 a detail of in 1 shown arrangement and
  • 4-13 in a schematic representation further details of in 1 shown arrangement.

Der in 1 dargestellte Gezeitengenerator stellt eine Kombination von Wellen- und Strömungsgenerator dar und besteht aus einer Seezeicheneinheit 1, einer Zentraleinheit 2 mit einem Wellengenerator 3 sowie zwei Strömungsgeneratoren 4, einer asymmetrischen Auftriebs- und Richtungseinheit 5, einer Strömungsturbine mit einem vertikalen Rotor 6 sowie einer mechanischen Blattverstellung 7, die allesamt in angenähert vertikaler Richtung bewegbar auf einer Starrachse 8 angeordnet sind. Letztere ist in einem auf dem Meeresboden ruhenden und dort gegebenenfalls verankerten Grundgewicht 9 unterhalb der Wasseroberfläche 10 gelagert.The in 1 shown tide generator represents a combination of wave and flow generator and consists of a navigation unit 1 , a central unit 2 with a wave generator 3 as well as two flow generators 4 , an asymmetric buoyancy and directional unit 5 , a flow turbine with a vertical rotor 6 as well as a mechanical blade adjustment 7 all movable in an approximately vertical direction on a rigid axle 8th are arranged. The latter is in a resting on the seabed and there possibly anchored base weight 9 below the water surface 10 stored.

Der in 2 dargestellte, schwenkbar unter Wasser angeordnete Teil des Gezeitengenerators besteht aus dem Grundgewicht 9 sowie einer gelenkig ausgebildeten mechanischen und elektrischen Kupplung 11. Das Grundgewicht 9 hält den Gezeitengenerator auf seiner Position und enthält ferner die Zuführung zu einem Seekabel 12. Die mechanische Kupplung dient als schwenkbares Gelenk zwischen dem Grundgewicht 9 und der Starrachse 8 und verfügt über eine flexible Leitungsdurchführung. Die elektrische Kupplung ist als Stecker im Gelenk zwischen der Starrachse 8 und dem Grundgewicht 9 ausgebildet, ihre Kontakte können von oben mechanisch betätigt werden. Die Starrachse 8 besteht im Fall des hier beschriebenen Ausführungsbeispiels aus einem Edelstahlrohr, das mit einem Linksgewinde zum Einschrauben in die mechanische Kupplung versehen ist sowie mit einem Drehmechanismus, der von oben durch einen Kran zu betätigen ist. Die innenliegenden Stromzuführungen und Hydraulikleitungen 13 sind im vorliegenden Fall zweiadrig ausgeführt, wobei die Adern in eine Vergußmasse 14 eingebettet sind, wie dies insbesondere in 3 erkennbar ist.The in 2 shown, pivotally submerged part of the tide generator consists of the basis weight 9 as well as one articulated mechanical and electrical coupling 11 , The basis weight 9 holds the tide generator in place and also contains the feed to a submarine cable 12 , The mechanical coupling serves as a pivotable joint between the basis weight 9 and the solid axle 8th and has a flexible cable feedthrough. The electrical coupling is as a plug in the joint between the rigid axle 8th and the basis weight 9 trained, their contacts can be mechanically operated from above. The rigid axle 8th In the case of the embodiment described here, it consists of a stainless steel tube provided with a left-hand thread for screwing into the mechanical coupling and with a rotating mechanism which can be actuated from above by a crane. The internal power supply lines and hydraulic lines 13 are in the present case two-wire, the wires in a potting compound 14 are embedded, as this particular in 3 is recognizable.

Die 4 und 5 zeigen Komponenten des in vertikaler Richtung beweglich auf der Starrachse 8 gehalterten Teiles der Anordnung. In 4 sind dabei insbesondere noch einmal die Zentraleinheit 2 sowie die Strömungsturbine mit dem Rotor 6 dargestellt, die sich in Abhängigkeit von der Höhe der Wasseroberfläche 10 auf der Starrachse 8 heben und senken. Analoges gilt auch für die in 5 zusätzlich dargestellte, oberhalb der Zentraleinheit 2 angeordnete Seezeicheneinheit 1. In dieser Figur sind ferner auch noch einmal die zwei in der Zentraleinheit 2 angeordneten Strömungsgeneratoren 4 sowie der Wellengenerator 3 schematisch gezeigt, die auch bereits in 1 erkennbar sind. Der Wellengenerator 3 ist außerdem im Detail auch noch einmal in den 13 dargestellt, wobei seine Funktion im Zusammenhang mit diesen Figuren noch näher erläutert wird.The 4 and 5 show components of the vertically movable on the rigid axle 8th held part of the arrangement. In 4 are in particular once again the central unit 2 as well as the flow turbine with the rotor 6 shown, depending on the height of the water surface 10 on the rigid axle 8th raise and lower. The same applies to the in 5 additionally shown, above the central unit 2 arranged sea sign unit 1 , In this figure, the two are in the central unit also again 2 arranged flow generators 4 as well as the wave generator 3 shown schematically, which is already in 1 are recognizable. The wave generator 3 is also in detail again in the 13 shown, with its function will be explained in more detail in connection with these figures.

Zunächst aber sollen anhand der nachfolgenden Figuren Aufbau und Funktionsweise der Auftriebs- und Richtungseinheit 5 näher erläutert werden, die in 6 noch einmal zusammen mit der Seezeicheneinheit 1 schematisch dargestellt ist. Diese Auftriebs- und Richtungseinheit 5 ist um die Zentraleinheit 2 herum angeordnet und asymmetrisch aufgebaut. Eine wichtige Komponente dieser Auftriebs- und Richtungseinheit 5 ist eine Finne 15. Diese Finne 15 hält die Auftriebs- und Richtungseinheit 5 immer in der Strömung, wobei sie leicht gegenläufig profiliert bzw. montiert ist. Die Dreh- und Anlaufrichtung der Strömungsturbine mit dem Rotor 6 entgegen dem Uhrzeigersinn erzeugt auf die Finne 15 einen in der Darstellung gemäß 6, aber insbesondere auch gemäß der Darstellung in 7 linksdrehenden Druck.First, however, based on the following figures structure and operation of the buoyancy and direction unit 5 will be explained in more detail in 6 once again together with the navigation unit 1 is shown schematically. This buoyancy and directional unit 5 is around the central unit 2 arranged around and constructed asymmetrically. An important component of this buoyancy and directional unit 5 is a Finn 15 , This Finn 15 keeps the buoyancy and directional unit 5 always in the flow, whereby it is slightly profiled or mounted in opposite directions. The rotation and starting direction of the flow turbine with the rotor 6 counterclockwise generated on the fin 15 one in the illustration according to 6 , but especially as shown in 7 levorotatory pressure.

Kreisförmige, außermittig angeordnete Anlaufschienen 7 steuern die Stellung der Blätter des Rotors 6, indem sie einen ungleichmäßigen Druck auf Steuerschiffchen 16 ausüben. Sie drücken die Steuerschiffchen 16 der Rotorblätter 6 im Lastlauf in die richtige Position. Die Blätter 6 erhalten im Leerlauf keinen Gegendruck und pendeln von selbst in die widerstandsarme Position. Die Lage der Anlaufschienen 7 muss der Strömungsrichtung entsprechend ausgerichtet sein, aus diesem Grund ist sie unten an der Auftriebs- und Richtungseinheit 5 montiert. Bei einer Änderung der Strömungsrichtung richtet sich dadurch die Auftriebs- und Richtungseinheit 5 jeweils über die Finne 15 neu aus. Die Steuerschiffchen 16 sind oben auf dem Flansch quer zur Stellung der Rotorblätter 6 montiert.Circular, eccentrically arranged runners 7 control the position of the blades of the rotor 6 by putting an uneven pressure on control boats 16 exercise. They push the control boats 16 the rotor blades 6 in the load run in the right position. The leaves 6 do not get back pressure when idling and self-oscillate in the low-resistance position. The position of the runners 7 must be aligned according to the direction of flow, for this reason, it is at the bottom of the buoyancy and direction unit 5 assembled. When the flow direction changes, the buoyancy and directional unit thereby depends 5 each over the fin 15 new out. The control boats 16 are on top of the flange across the position of the rotor blades 6 assembled.

Eine insbesondere in den 8 bis 10 dargestellte Ballastierung 17 sorgt bei fehlendem Andruck für eine leichte Vorlastigkeit der Auftriebs- und Richtungseinheit 5. Die Anlaufschienen 7 drehen sich dabei zusammen mit der Auftriebs- und Richtungseinheit 5 und nicht mit der Zentraleinheit 2. Die asymmetrische Form der Auftriebs- und Richtungseinheit 5 sorgt dabei für eine Zunahme des Auftriebsvolumens.One in particular in the 8th to 10 illustrated ballast 17 If there is no pressure, this ensures a slight preload of the buoyancy and directional unit 5 , The runners 7 rotate together with the buoyancy and direction unit 5 and not with the central unit 2 , The asymmetrical shape of the buoyancy and directional unit 5 ensures an increase in the buoyancy volume.

Die Ballastierung 17 kann auch, wie in 10 dargestellt, aus mehreren Gewichtseinheiten 19 bestehen, die auf einer kreisförmigen Schiene 18 innerhalb der Auftriebs- und Richtungseinheit 5 verschiebbar gelagert sind und die entsprechend der Krängung verstellt werden. zunehmender Schräglage der Anordnung infolge von Wind oder Strömungsstärke. Der Krängungswinkel der gesamten Anordnung und die Position der Gewichtseinheiten 17 bzw. 19 dienen dabei dem Ausgleich der Lastigkeit.The ballast 17 can also, as in 10 represented, from several weight units 19 exist on a circular rail 18 within the buoyancy and directional unit 5 are slidably mounted and adjusted according to the heeling. increasing skew of the assembly due to wind or flow. The heel angle of the entire assembly and the position of the weight units 17 respectively. 19 serve to balance the load.

Die Zentraleinheit 2 ist über vier bis acht Lager 20 mit der Auftriebs- und Richtungseinheit 5 verbunden. Die außen liegende Auftriebs- und Richtungseinheit 5 ist drehbar angeordnet, während die Zentraleinheit 2 starr mit der vertikalen Achse 8 verbunden ist.The central unit 2 is about four to eight camps 20 with the buoyancy and direction unit 5 connected. The external buoyancy and directional unit 5 is rotatably arranged while the central unit 2 rigid with the vertical axis 8th connected is.

Die vertikale Achse 8 weist ferner in ihrem oberen Bereich, d.h. im Halterungsbereich der Zentraleinheit 2, vier Nuten 21 auf, in denen der Flansch eine mit der Achse 8 starr verbundene Position der Zentraleinheit 2 gewährleistet. Dies ist speziell in der 11 dargestellt. Dadurch ist die Zentraleinheit 2 nicht drehbar, kann aber sich und damit das gesamte Gerät ohne die als Stator dienende vertikale Achse 8 auf- und absenken.The vertical axis 8th also has in its upper region, ie in the mounting area of the central unit 2 , four grooves 21 on, in which the flange is one with the axle 8th rigidly connected position of the central unit 2 guaranteed. This is especially in the 11 shown. This is the central unit 2 not rotatable, but can and thus the entire device without serving as a stator vertical axis 8th up and down.

13 zeigt den hydraulischen Zylinder 22 des Wellengenerators. Der Hydraulik-Zylinder nimmt den Hub und die Senkung der Schwimmeinheit (Zentraleinheit und Auftriebs- und Richtungseinheit) und des Rotators im Seegang als alternierende Druckbewegung auf. Die Druckkräfte werden in einem Ölkreislauf mit Hilfe von Hydraulik-Leitungen in die Zentraleinheit übertragen. Dort befindet sich der Hydraulikgenerator, der mit Hilfe von Ventilen den Öldruck in einer synchronen Strömung durch eine Turbine leitet. 13 shows the hydraulic cylinder 22 of the wave generator. The hydraulic cylinder absorbs the stroke and the lowering of the floating unit (central unit and buoyancy and directional unit) and the rotator in the sea state as an alternating pressure movement. The pressure forces are transmitted in an oil circuit by means of hydraulic lines in the central unit. There is the hydraulic generator, which uses valves to direct the oil pressure in a synchronous flow through a turbine.

Nick-Bewegungen der Schwimmeinheit werden durch anlaufende Wellen erzeugt, bevor ein Hub oder eine Senkung erzeugt wird. Diese Nick-Bewegung wird von dem Hydraulik-Zylinder ebenfalls erfasst. Die variable Länge des Hydraulik-Zylinders 22 gleicht den vollen Tidenhub aus.Float unit pitching movements are generated by incoming waves before a lift or down is generated. This pitching motion is also detected by the hydraulic cylinder. The variable length of the hydraulic cylinder 22 compensates for the full tidal range.

Das gesamte Gerät könnte beispielsweise ein Gewicht von etwa 30 Tonnen aufweisen, es wird im Dreibis · Viersekundentakt entsprechend eines Wellenhubes von beispielsweise einem Meter auf und ab gesenkt, wodurch etwa 100 kW einwirken.The entire device could, for example, have a weight of about 30 tons, it is in Dreibis · Viersekundentakt corresponding to a shaft stroke of, for example, one meter up and down, causing about 100 kW act.

Die Strömungsgeneratoren 4 wandeln die mechanische Drehung des oberen Flansches der Strömungsturbine in elektrische Energie um. Hier kann eine Über- oder Untersetzung gewählt werden, um die Drehzahl der Strömungsturbine in eine optimale Drehzahl des Generators zu übersetzen. Ihre Anzahl und Größe wird dabei entsprechend der zu erwartenden Leistung festgelegt.The flow generators 4 convert the mechanical rotation of the upper flange of the flow turbine into electrical energy. Here, an over- or reduction can be selected to translate the speed of the flow turbine in an optimal speed of the generator. Their number and size are determined according to the expected performance.

Die Zentraleinheit 2 ist mit den vertikal laufenden Nuten 21 starr auf der vertikalen Achse 8 gelagert und dadurch gegen eine Verdrehung gesichert. Die Auftriebs- und Richtungseinheit 5 ist drehbar an der Zentraleinheit 2 gelagert und erhält ihre Richtungsstabilität aus der in der Strömung liegenden Finne 15. Die Schwimmeinheit, d.h. die ZentraIeinheit 2 und die Auftriebs- und Richtungseinheit 5, begrenzt die seitliche Neigung der vertikalen Achse 8 durch Wind und Strom durch entsprechend verteilte Auftriebskräfte sowie durch die Massenverhältnisse Auftrieb gegen Gewicht.The central unit 2 is with the vertical grooves 21 rigid on the vertical axis 8th stored and thereby secured against rotation. The buoyancy and directional unit 5 is rotatable on the central unit 2 stored and receives their directional stability from the lying in the flow fin 15 , The floating unit, ie the center unit 2 and the buoyancy and direction unit 5 , limits the lateral inclination of the vertical axis 8th by wind and electricity through appropriately distributed buoyancy forces and by the mass ratios buoyancy against weight.

Die schiffbautechnische Berechnung dieser Schwimmeinheit muss mit zunehmender Neigung mehr Gegenauftrieb erzeugen, d.h. eine Kraft, die entgegen den Kräften die durch eine Krängung durch Wind und Strömung hervorgerufen werden, ein aufrichtendes Moment erzeugt. Die Hydraulik des Wellengenerators 3 ist in einem geschlossenen Flüssigkeitskreislauf-System mit konstanter Flüssigkeitsmenge mit einer Turbine verbunden. Der Zylinder schaltet Ventile, die in Hub- oder Senkbewegung eine synchrone Strömungsrichtung durch eine Turbine erzeugen.The shipbuilding technical calculation of this floating unit must generate more counter-lift with increasing inclination, ie a force which, contrary to the forces caused by a heeling by wind and current, generates a righting moment. The hydraulics of the wave generator 3 is connected to a turbine in a closed loop fluid system with a constant amount of fluid. The cylinder switches valves that produce a synchronous flow direction through a turbine in lifting or lowering movement.

Die gesamte Anordnung wird ähnlich wie ein Seezeichen ausgebracht und enthält eine Achse sowie eine Befestigung mit schwenkbarem Gelenk am Meeresboden. Die Schwimmeinheit hält die Strömungsturbine auch bei Seegang auf gleichbleibender Tiefe im Wasser. Der Hydraulische Zylinder des Wellengenerators ist durch seine Länge in der Lage, den örtlichen Tidenhub in axialer Bewegung auszugleichen.The entire arrangement is deployed similar to a navigation mark and includes an axle and an attachment with pivoting joint on the seabed. The floating unit keeps the flow turbine at constant depth in the water, even in rough seas. The length of the hydraulic cylinder of the shaft generator makes it possible to compensate for the local tidal movement in axial movement.

Die gesamte, aus der Schwimmeinheit 2, 5, dem Stator 8 sowie dem Rotor 6 bestehende Anordnung ist als Gesamtes ausbring- und rückholbar, um notwendig werdende Wartungen an Land durchführen zu können. Dazu fährt ein Errichterschiff zur Seeposition und entnimmt nach dem automatisierten Lösen der Kupplung am Meeresboden das komplette Gerät per Kran. Die Kabelverlegung erfolgt auf dem Meeresgrund durch Seekabel, die Einspeisung in das Stromnetz an Land geschieht dann nach erfolgter Umformung. Wartung und Instandhaltung der verlegten Einheit kann komplett an Land stattfinden. Ein Spezialfahrzeug in Form eines Errichterschiffes, ähnlich einem Tonnenleger, tauscht dazu die komplette Einheit vor Ort aus und die erforderlichen Inspektionen, Wartung und Reparaturen werden dann auf einem Tonnenhof vorgenommen.The whole, from the floating unit 2 . 5 , the stator 8th as well as the rotor 6 existing arrangement is as a whole ausbring- and retrievable to perform necessary maintenance on land can. For this purpose, an erector ship moves to the sea position and removes the entire device by crane after the automated release of the coupling on the seabed. The cable laying takes place on the seabed by submarine cable, the feed into the power grid on land then happens after conversion. Maintenance and repair of the installed unit can take place completely on land. A special vehicle in the form of an erection vessel, similar to a buoy, exchanges the complete unit on site and the required inspections, maintenance and repairs are then carried out on a barrel yard.

Claims (12)

Schwimmender Gezeitengenerator für die Erzeugung elektrischer Energie aus dem Wellenhub und aus der Meeresströmung, gekennzeichnet durch eine Kombination wenigstens eines Wellengenerators (3) und wenigstens eines Strömungsgenerators (4), die zusammen mit einer Seezeicheneinheit (1), einer Zentraleinheit (2), einer Auftriebs- und Richtungseinheit (5), wenigstens einer Strömungsturbine mit einem vertikalen Rotor (6) sowie einer mechanischen Blattverstellung (7) in angenähert vertikaler Richtung bewegbar auf einer Starrachse (8) angeordnet sind, die an einem auf dem Meeresboden ruhenden und dort gegebenenfalls verankerbaren Grundgewicht (9) unterhalb der Wasseroberfläche (10) schwenkbar gelagert ist.Floating tide generator for the generation of electrical energy from the wave lift and the ocean current, characterized by a combination of at least one wave generator (3) and at least one flow generator (4), which together with a navigation unit (1), a central unit (2), a buoyancy - And direction unit (5), at least one flow turbine with a vertical rotor (6) and a mechanical blade adjustment (7) are arranged in an approximately vertical direction movable on a rigid axle (8), which is based on a resting on the seabed and there optionally anchored basis weight (9) is pivotally mounted below the water surface (10). Gezeitengenerator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der schwenkbar unter Wasser angeordnete Teil aus dem Grundgewicht (9) sowie einer gelenkig ausgebildeten mechanischen und elektrischen Kupplung (11) besteht.Tide generator after Claim 1 , characterized in that the pivotally arranged under water part consists of the basis weight (9) and a hinged mechanical and electrical coupling (11). Gezeitengenerator nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Grundgewicht (9) den Gezeitengenerator auf seiner Position hält und die Zuführung zu einem Seekabel (12) enthält.Tide generator after Claim 1 or 2 , Characterized in that the basis weight (9) holds the tidal generator in its position, and contains the feed to a submarine cable (12). Gezeitengenerator nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die mechanische Kupplung (11) als schwenkbares Gelenk zwischen dem Grundgewicht (9) und der Starrachse (8) dient.Tide generator after Claim 2 , characterized in that the mechanical coupling (11) serves as a pivotable joint between the base weight (9) and the rigid axle (8). Gezeitengenerator nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die elektrische Kupplung (11) als Stecker im Gelenk zwischen der Starrachse (8) und dem Grundgewicht (9) ausgebildet ist und daß ihre Kontakte von oberhalb der Meeresoberfläche mechanisch betätigbar sind.Tide generator after Claim 2 , characterized in that the electrical coupling (11) is designed as a plug in the joint between the rigid axle (8) and the basis weight (9) and that their contacts from above the sea surface are mechanically actuated. Gezeitengenerator nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Zentraleinheit (2) sowie die Strömungsturbine mit dem Rotor (6) in Abhängigkeit von der Höhe der Wasseroberfläche (10) auf der Starrachse (8) heb- und senkbar ausgebildet sind. Tide generator after one of the Claims 1 to 5 , characterized in that the central unit (2) and the flow turbine with the rotor (6) depending on the height of the water surface (10) on the rigid axle (8) are formed raised and lowered. Gezeitengenerator nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die oberhalb der Zentraleinheit (2) angeordnete Seezeicheneinheit (1) heb- und senkbar ausgebildet ist.Tide generator after Claim 6 , characterized in that above the central unit (2) arranged navigation unit (1) is formed raised and lowered. Gezeitengenerator nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Auftriebs- und Richtungseinheit (5) um die Zentraleinheit (2) herum angeordnet und asymmetrisch aufgebaut ist.Tide generator after one of the Claims 1 to 7 , characterized in that the buoyancy and direction unit (5) around the central unit (2) arranged around and is constructed asymmetrically. Gezeitengenerator nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Auftriebs- und Richtungseinheit (5) mit einer Finne (15) ausgestattet ist, die gegenläufig profiliert ist und die die Auftriebs- und Richtungseinheit (5) in der Strömung hältTide generator after Claim 8 , characterized in that the buoyancy and direction unit (5) is equipped with a fin (15) which is profiled in opposite directions and which keeps the buoyancy and directional unit (5) in the flow Gezeitengenerator nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß kreisförmige, außermittig angeordnete Anlaufschienen (7) die Stellung der Blätter des Rotors (6) steuern, indem sie einen ungleichmäßigen Druck auf Steuerschiffchen (16) ausüben.Tide generator after one of the Claims 1 to 9 characterized in that circular, eccentrically arranged runners (7) control the position of the blades of the rotor (6) by applying uneven pressure to control boats (16). Gezeitengenerator nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß eine Ballastierung (17) für eine leichte Vorlastigkeit der Auftriebs- und Richtungseinheit (5) sorgt.Tide generator after one of the Claims 1 to 10 , characterized in that a ballast (17) provides for a slight preload of the buoyancy and direction unit (5). Gezeitengenerator nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Anlaufschienen (7) sich zusammen mit der Auftriebs- und Richtungseinheit (5) und nicht mit der Zentraleinheit (2) drehen.Tide generator after one of the Claims 1 to 11 , characterized in that the runners (7) rotate together with the buoyancy and directional unit (5) and not with the central unit (2).
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP4067640A1 (en) 2021-04-01 2022-10-05 ArianeGroup GmbH Marine turbine power plant
DE102021130303A1 (en) 2021-04-01 2022-10-06 Arianegroup Gmbh ocean current power plant

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE29522192U1 (en) * 1995-07-04 2000-07-13 Steinmüller, Gerhard, Dr., 15732 Schulzendorf Device for generating electrical energy by means of underwater turbines
US20040007881A1 (en) 2002-07-11 2004-01-15 Alvin Kobashikawa Wave energy conversion device for desalination, ETC
GB2431437A (en) 2005-10-19 2007-04-25 Marine Current Turbines Ltd Combined water current and wave energy powered installation

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE29522192U1 (en) * 1995-07-04 2000-07-13 Steinmüller, Gerhard, Dr., 15732 Schulzendorf Device for generating electrical energy by means of underwater turbines
US20040007881A1 (en) 2002-07-11 2004-01-15 Alvin Kobashikawa Wave energy conversion device for desalination, ETC
GB2431437A (en) 2005-10-19 2007-04-25 Marine Current Turbines Ltd Combined water current and wave energy powered installation

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
https://www.slimlife.eu/wellengenerator.html *

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP4067640A1 (en) 2021-04-01 2022-10-05 ArianeGroup GmbH Marine turbine power plant
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