Хвильова енергетична установка

Реферат: UA 73034 U UA 73034 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 Хвильова енергетична установка належить до галузі відновлюваної енергетики, а саме до пристроїв, які використовують для отримання електричної енергії відновлювані джерела в автономних системах електроживлення на основі застосування морської хвилі, що є концепцією регіональних програм України, щодо підвищення енергоефективності та використання енергії відновлюваних джерел. Відомо багато установок, які використовують морську хвилю для утворення механічної енергії, яка перетворюється в електричну енергію. Відомий пристрій для використання хвилі, який включає опору у вигляді жорсткого об'ємного каркасу, над поверхнею води встановлено вал відбору потужності, муфти однобічного обертання з барабанами, багато поплавків на нижніх плечах двоплечих важелів, при цьому довжина пліч не менш максимальної амплітуди хвиль, характерних для умов експлуатації. До другого плеча прикріплений гнучкий зв'язок, який обгинає декілька разів барабан на муфті однобічного обертання на валу відбору потужності, а до вільного кінця зв'язку підвішений вантаж натягання його. Вага вантажу підібрана із умов повернення барабана у вихідне положення при відсутності натягання зі сторони поплавця (Способ утилизации энергии возобновляющихся источников и модуль энергостанции мощностью до мегаватт для его осуществления. Патент № 2150021 RU. Заявл. 31.05.1999). Недоліком відомого пристрою є низький ККД перетворювання енергії коливання хвилі в електричну енергію із-за передачі енергії хвилі через шківи та муфти за допомогою тросів на вал відбору потужності і далі на генератор. Обертання вала відбору потужності здійснюється за допомогою троса, який навивається на шків. Відомий хвильовий двигун, який включає вертикальний корпус з хвилеприймальним отвором, клапан і перетворювач енергії хвиль. Корпус виконаний циліндричним з кришкою і днищем, хвилеприймальний отвір, зроблений в днищі, клапан виконаний зворотнім і встановлений в отворі, перетворювач виконаний у вигляді вертикального вала і жорстко з'єднаний з кришкою корпуса, при цьому у нижній частині бокової стінки корпусу виконані тангенціально розміщені щілинні отвори (А. с. № 1721284 СССР F03B13/12 Волновой двигатель. Заявл. 22.02.89. Опубл. 23.03.92. Бюл. № 11). Відомий також пристрій для перетворювання енергії морського хвилювання в електроенергію, який включає вал відбору потужності, встановлений на підшипниках, розташованих на опорах або на березі. Вал відбору потужності включає закріплені за допомогою муфт шківи і огинаючі їх троси, кінці яких з'єднані з поплавцями за допомогою тяг і з засобами натягання, які виконані у вигляді вантажу, або у вигляді пружин. Троси проведені через тросові шківи, які розміщені на опорах або на консольній балці (Патент № 2049927 RU F03B13/12. Заявл. 05.06.1991). Цей пристрій є найбільш близький за технічною суттю до заявленого пристрою. Основними недоліками відомого пристрою є те, що виконання поплавців конусоподібними знижує виштовхуючу силу хвилі за рахунок зменшення сил опору руху хвилі вгору, що зменшує потужність кожного елемента. Крім того усі ці пристрої дуже складні за конструкцією, що потребує велику матеріалоємність та металоємність. Тому, в основу корисної моделі покладена задача спрощення конструкції, зменшення металоємності та матеріалоємності, що придає надійність в роботі і підвищує ефективність використання потужності коливання хвилі. Поставлена задача вирішується тим, що у хвильовій енергетичній установці, яка включає опору, поплавець, зв'язаний з ним вал відбору потужності, муфти і генератор, згідно з корисною моделлю поплавець виконаний у вигляді порожнистої герметичної ємності, закріпленої за допомогою гнучких засобів до дна моря і шарнірно з'єднаного із тягами, які жорстко з'єднані з валом відбору потужності, а вал відбору потужності з'єднаний через заскочний механізм, який включає провідні шестерні, зубці яких направлені у різні сторони і з'єднані з веденою шестірнею, яка через обгінні муфти і маховик з'єднана з генератором електричної енергії, при цьому довжина вільного руху поплавця має можливість змінюватись у залежності від потужності, яка вимагається, але не більше 2-2,5 м від поверхні води під час штилю. Така конструкція хвильової енергетичної установки набагато простіше відомих, дозволяє підвищити ефективність відбору потужності хвилі, зменшити металоємність та матеріалоємність, а головне забезпечити експлуатаційну надійність роботи електроустановки, за рахунок чого буде отримана електроенергія без великих економічних витрат. Таким чином, наявність відмітних ознак заявленої корисної моделі у сукупності ознак знаходиться у причинно-наслідковому зв'язку з досягнутим технічним результатом. 1 UA 73034 U 5 10 15 20 25 Такі установки є пріоритетним напрямком енергозбереження і потенціалом розвитку нетрадиційних і відновлюваних джерел енергії, особливо в регіонах АР Крим. Хвильова енергетична установка схематично зображена на кресленнях, де на фіг. 1 зображений загальний вигляд, на фіг. 2 - вигляд зверху, на фіг. 3 зображена таблиця довжини вільного руху поплавця у залежності від потужності, яка вимагається. Хвильова енергетична установка включає опору 1 з платформою 2, поплавець 3, виконаний у вигляді порожнистої герметичної ємності, наприклад циліндричної або будь-якої форми, наприклад понтону, яка прикріплена до дна моря за допомогою гнучких засобів 4 і шарнірно з'єднана з тягами 5, які в свою чергу жорстко з'єднані з валом 6 відбору потужності, який з'єднаний через заскочний механізм 7, який включає провідні шестерні, зубці яких напрямлені у різні сторони і з'єднані з веденою шестірнею 8, яка через обгінні муфти 9 і маховик 10 з'єднана з генератором 11. Усі ці робочі органи закріплені на платформі 2. Для кращого зчеплення зубчастих передач заскоченого механізму 7 передбачені пружини 12. Довжина вільного руху поплавця 3 має можливість змінюватись у залежності від потужності, яка вимагається, але не більше 2-2,5 м від поверхні води під час штилю. Хвильова енергетична установка працює таким чином. При набіганні хвилі до берегу поплавець 3 піднімається на поверхню і тяги 5 сумісно з валом 6 відбору потужності здійснюють розворот також і верхньому напрямку. При цьому обертання вала 6 передається до заскочного механізму 7 і його провідні дві шестерні, зубці яких напрямлені у різні сторони, передають обертання веденої шестірні 8. Коли хвиля відійде від берегу, вал 6 повертається назад. Тобто вал 6 буде обертатися то в одну, то в іншу сторону і передавати такі коливання через обгінні муфти 9 і маховик 10 генератору 11. При цьому утворюється напруження різної частоти, яку використовують після її перетворення у постійний електричний струм. Генератор 11 буде працювати як котушка з рухомими у ньому електромагнітами. Таким чином ця установка дуже спрощена за конструкцією, має малу метало- і матеріалоємність і може бути використана для отримання поновлюваних джерел енергії. ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 30 35 Хвильова енергетична установка, яка включає опору з платформою, поплавець, зв'язаний з ним вал відбору потужності, муфти і генератор, яка відрізняється тим, що поплавець виконаний у вигляді порожнистої герметичної ємності, закріпленої за допомогою гнучких засобів до дна моря і шарнірно з'єднаною з тягами, які жорстко з'єднані з валом відбору потужності, а вал відбору потужності з'єднаний через заскочний механізм, який включає провідні шестерні, зубці яких напрямлені у різні сторони і з'єднані з веденою шестірнею, яка через обгінні муфти і маховик з'єднана з генератором електричної енергії, при цьому довжина вільного руху поплавця має можливість змінюватись у залежності від потужності, яка вимагається, але не більше 2-2,5 м від поверхні води під час штилю. 2 UA 73034 U Комп’ютерна верстка Д. Шеверун Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 3