Прибійна гідроелектростанція

Реферат: Прибійна гідроелектростанція містить загороджувальну стінку із зовнішньою похилою поверхнею та водойму, створену загороджувальною стінкою разом з розташованими по боках дамбами. Загороджувальна стінка зі сторони водойми має додаткову стінку, між якими створений канал, з'єднаний з водоймою і оснащений зі сторони водойми зворотним клапаном. В загороджувальній стінці виконано наскрізний отвір, в якому встановлений гвинт, що має на осі гідрогенератор, з'єднаний з акумуляторною батареєю. На загороджувальній стінці збудована надбудова, в якій встановлено робоче колесо з плицями, на осі якого змонтований генератор, з'єднаний з акумуляторними батареями. У наскрізному отворі на осі гідрогенератора використовується гребний гвинт регульованого кроку, керування положенням лопатей якого здійснюється дистанційно з пульта керування, розташованого в надбудові, в якій перед нижньою частиною робочого колеса збудований для прийому прибійної хвилі розтруб. UA 99922 C2 (12) UA 99922 C2 UA 99922 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 Винахід належить до гідроенергетики, а саме до використання енергії прибійного потоку води біля берегів морів, океанів та крупних водойм шляхом її перетворення в електроенергію. Відомі хвильові гідроелектростанції у вигляді стаціонарних і плаваючих споруд ([1], с 256), що використовують статичний тиск за рахунок різного рівня води. Відомі прибійні гідроелектростанції (патенти РФ №2009367 і №2291985 МКИ F03В12/13), що містять поршневий насос і гідротурбіну з електрогенератором. Тиск прибійного потоку приймається хвилеприймальною лопаттю, встановленою під рівнем води моря з можливістю качання навколо вертикальної осі та кінематично зв'язаною з поршневим насосом. Недоліком вказаних технічних рішень є низький коефіцієнт корисної дії(ККД). Відомий пристрій для використання енергії хвиль (а.с. СРСР №889887 МКИ F03B13/12) у вигляді трубопроводу з патрубком, який розширяється на кінці, що включає робоче колесо з лопатями і генератор, з'єднаний з акумуляторною батареєю; установка оснащена накопичувальним басейном, в стінці якого виконано випускний отвір, з якого вода стікає на лопаті робочого колеса. Недоліком цього технічного рішення є недостатнє використання динаміки енергії прибійних хвиль. Крім того, розташування робочого колеса нижче рівня моря, створює проблеми з гідрозахистом гребного вала та гідрогенератора, та неможливістю використання установки при припливах. Найбільш близьким до пропонованого технічного рішення є хвильова енергетична установка (а.с. СРСР №802450 МКИ Е02В9/08, F03B13/12), що включає загороджувальну стінку з похилою поверхнею та водойму. Загороджувальна стінка має зі сторони водойми додаткову стінку, між якими створено наскрізний канал, що з'єднує його з водоймою, і оснащений зворотним клапаном. В нижній частині загороджувальної стінки виконаний наскрізний отвір, в якому встановлений гвинт, змонтований на одній осі з гідрогенератором, що використовує енергію потенціального тиску води за рахунок різниці рівнів води в морі та у водоймі. Недоліком такого технічного рішення є низький ККД, так як не використовується динамічний тиск прибійної хвилі. Вказане технічне рішення (а.с. № 802450), прийняте авторами за прототип. Запропонована прибійна гідроелектростанція має зручне для експлуатації компонування обладнання (майже все обладнання знаходиться в сухому приміщенні в надбудові), при цьому максимально використовується енергія динаміки прибою та статична енергія припливів. Технічне рішення запропонованої прибійної гідроелектростанції приведене нижче. На кресленні зображений розріз прибійної гідроелектростанції в зоні основного робочого обладнання. Прибійна гідроелектростанція містить загороджувальну стінку 2 із зовнішньою похилою поверхнею 1 та водойму, створену загороджувальною стінкою 2 разом із розташованими по боках дамбами, і гідротехнічну установку, що включає робоче колесо 3 з плицями 4 ([2] с 507), і змонтований на одній осі з ним генератор, з'єднаний з акумуляторними батареями (розміщений в надбудові 14), а загороджувальна стінка 2 зі сторони водойми оснащена додатковою стінкою 7, між якими створений канал 5, з'єднаний з водоймою і оснащений зі сторони водойми зворотним клапаном 6, а в загороджувальній стінці 2 виконано наскрізний отвір 8, в якому встановлений гребний гвинт регульованого кроку (ГРК) 10, на осі якого змонтований гідрогенератор 11, з'єднаний з акумуляторною батареєю, розташованою в надбудові. Наскрізний отвір 8 закритий з обох сторін захисними фільтрами 9, що захищають ГРК від попадання на нього водоростей, твані, медуз та дрібної риби. Керування положенням лопатей ГРК ([1] с 228) здійснюється дистанційно з надбудови, що дозволяє ефективно використовувати перепад рівнів води в морі та у водоймі. Робоче колесо 3 у верхній частині захищене від вітру і хвиль у випадку штормової погоди відбійним 12, а по боках захисними 13 листами. Прибійна електростанція працює наступним чином. При набіганні прибійної хвилі вода піднімається по похилій поверхні 1 загороджувальної стінки 2, примушує обертатися робоче колесо 3 та з'єднаний з ним генератор шляхом динамічного тиску на плиці 4, заповнює канал 5, відкриває зворотний клапан 6, наповнюючи водойму. Рівень води у водоймі підвищується і стає вище рівня води в морі. За рахунок перепаду тиску вода витікає через наскрізний отвір 8, примушує обертатися ГРК 10. При припливах та відливах рівень води в морі змінюється. Для набігання прибійної хвилі при різних рівнях води в морі передбачається встановлення перед робочим колесом 3 спеціального широкого розтруба, що включає в себе похилу поверхню 1, захисні 13 та відбійний листи 12. При штормовій погоді, коли хвилі досягають великої висоти, вода вдаряє у відбійний лист 12 та в захисні листи 13 і скачується у водойму. Рівень води у водоймі може бути достатньо високим у порівнянні з рівнем води у морі, що забезпечує роботу ГРК 10 та генератора 11 не тільки при неспокійному морі, але й після настання штилю. ГРК 10 з гідрогенератором 11 при відливах та 1 UA 99922 C2 5 10 приливах (коли змінюється рівень води у морі), забезпечує отримання енергії як приливна гідроелектростанція. Завдяки застосуванню гребного гвинта регульованого кроку немає необхідності у реверсі гідрогенератора 11, коли рівень моря вище рівня води у водоймі. Таким чином, запропонована гідроелектростанція може бути спроможною діяти при будьякому стані моря, використовуючи енергію динаміки прибійної хвилі і статичний тиск перепадів рівнів води між рівнем водойми та рівнем моря. Джерела інформації: 1. Морской энциклопедический словарь под ред. В.В.Дмитриева. Л.: Судостроение, 1991 - Т. 1,2. 2. Войткунский Я.И., Першиц Р.Я, Титов И.А. Справочник по теории корабля. Ходкость и управляемость. Л.: Судостромгиз, 1960. ФОРМУЛА ВИНАХОДУ 15 20 25 30 1. Прибійна гідроелектростанція, що містить загороджувальну стінку із зовнішньою похилою поверхнею та водойму, створену загороджувальною стінкою разом з розташованими по боках дамбами, загороджувальна стінка зі сторони водойми має додаткову стінку, між якими створений канал, з'єднаний з водоймою і оснащений зі сторони водойми зворотним клапаном, а в загороджувальній стінці виконано наскрізний отвір, в якому встановлений гвинт, що має на осі гідрогенератор, з'єднаний з акумуляторною батареєю, яка відрізняється тим, що на загороджувальній стінці збудована надбудова, в якій встановлено робоче колесо з плицями, на осі якого змонтований генератор, з'єднаний з акумуляторними батареями, а у наскрізному отворі на осі гідрогенератора використовується гребний гвинт регульованого кроку, керування положенням лопатей якого здійснюється дистанційно з пульта керування, розташованого в надбудові, в якій перед нижньою частиною робочого колеса збудований для прийому прибійної хвилі розтруб. 2. Прибійна гідроелектростанція за п. 1, яка відрізняється тим, що розтруб має висоту, що забезпечує прийом прибійної хвилі при всьому спостережуваному перепаду рівнів моря, верхня частина робочого колеса захищена від поривів вітру та води відбійними листами розтрубу, а наскрізний отвір захищений з обох сторін змінними фільтрами від попадання на гребний гвинт регульованого кроку водоростей, твані, медуз та дрібної риби. 2 UA 99922 C2 Комп’ютерна верстка В. Мацело 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