Волновая энергоустановка

Полезная модель относится к области механических устройств, применяемых для производства электроэнергии путем преобразования энергии морских волн в электрическую.
Известна волновая энергетическая установка (патент РФ №2440510), содержащая вертикальную стойку, неподвижно установленную в грунте водоема, и укрепленный на ней корпус, в котором размещен линейный электрогенератор тока, состоящий из статора и генерирующего сердечника, способного к вертикальному возвратно-поступательному движению внутри статора, поплавок, шток, кинематически связывающий генерирующий сердечник с поплавком. Генерирующий сердечник имеет возможность прикрепления к вертикальному возвратно-поступательному движению внутри статора благодаря опорным роликам, которые перемещаются по вертикальным направляющим балкам, жестко закрепленным на своде и днище корпуса.
Недостатком данной волновой энергетической установки является слабая надежность опорных роликов и направляющих балок, обусловленная действием боковых нагрузок при набегании волны. Вследствие консольного расположения поплавка на штоке большой длины горизонтальная составляющая силы волны, набегающей на поплавок, создает большой момент и вызывает дополнительные нагрузки, действующие на опорные ролики и направляющие балки.
Задачей полезной модели является усовершенствование конструкции волновой энергетической установки, позволяющее увеличить её надежность.
Техническим результатом использования предлагаемой волновой энергоустановки является уменьшение дополнительных нагрузок, действующих на опорные ролики и направляющие балки со стороны набегающей волны.
Технический результат достигается предлагаемой волновой энергоустановкой, содержащей корпус, в котором размещен линейный электрогенератор тока, состоящий из статора и генерирующего сердечника, способного к вертикальному возвратно-поступательному движению внутри статора. Корпус выполнен в виде пустотелого короба из неметаллического материала с центральными отверстиями на своде и на днище. Генерирующий сердечник со штоком имеет возможность вертикального возвратно-поступательного движения внутри статора благодаря опорным роликам, которые перемещаются по вертикальным направляющим балкам, жестко закрепленным на своде и днище корпуса. Опорные ролики прикреплены к боковой поверхности генерирующего сердечника. Для ограничения хода генерирующего сердечника на концах вертикальных направляющих балок размещены демпферы. При этом корпус установлен на двух вертикальных стойках, жестко закрепленных на понтоне с положительной плавучестью. Шток проходит через отверстие в понтоне, а нижний конец штока посредством шарнирного устройства прикреплен к якорю, находящемуся неподвижно на дне водоема. Напротив отверстия в верхней части понтона закреплены два кронштейна с дополнительными направляющими роликами, установленными с возможностью вращения. Шток проходит между дополнительными направляющими роликами.
На фиг. 1 изображена волновая энергоустановка в нейтральном положении;
на фиг. 2 изображена волновая энергоустановка при набегании волны.
Волновая энергетическая установка содержит (фиг. 1) корпус 1, в котором размещен линейный электрогенератор тока 2, состоящий из статора 3 и генерирующего сердечника 4, способного к вертикальному возвратно-поступательному движению внутри статора 3. Корпус 1 выполнен в виде пустотелого короба из неметаллического материала с центральными отверстиями 5 и 6 на своде 7 и на днище 8. Генерирующий сердечник 4 со штоком 9 имеет возможность вертикального возвратно-поступательного движения внутри статора 3 благодаря опорным роликам 10, которые перемещаются по вертикальным направляющим балкам 11, жестко закрепленным на своде 7 и днище 8 корпуса 1. Опорные ролики 10 прикреплены к боковой поверхности генерирующего сердечника 4. Для ограничения хода генерирующего сердечника 4 на концах вертикальных направляющих балок 11 размещены демпферы 12. При этом корпус 1 установлен на двух вертикальных стойках 13, жестко закрепленных на понтоне 14 с положительной плавучестью. Шток 9 проходит через отверстие 15 в понтоне 14, а нижний конец штока 9 посредством шарнирного устройства 16 прикреплен к якорю 17, находящемуся неподвижно на дне водоема 18. Напротив отверстия 15 в верхней части понтона 14 закреплены два кронштейна 19 с дополнительными направляющими роликами 20, установленными с возможностью вращения. Шток 9 проходит между дополнительными направляющими роликами 20.
Волновая энергетическая установка работает следующим образом.
При набегании волны (фиг. 2) понтон 14 поднимается вместе с волной вверх и поднимает корпус 1 со статором 3 электрогенератора. Генерирующий сердечник 4 со штоком 9 не перемещаются по вертикали, а только совершают поворот вместе с понтоном 14 относительно неподвижного якоря 17. При этом корпус 1 со статором 3 электрогенератора перемещается вверх относительно генерирующего сердечника 4.
При сбегании волны понтон 14 опускается вместе с волной и перемещает корпус 1 со статором 3 электрогенератора вниз относительно генерирующего сердечника 4. При этом генерирующий сердечник 4 вместе со штоком 9 и понтоном 14 также не перемещаются по вертикали, а совершают поворот в другую сторону относительно неподвижного якоря 17.
Возвратно-поступательное движение статора 3 относительно генерирующего сердечника 4 возбуждает в обмотках статора 3 ЭДС, которая передается в центральную сеть для преобразования.
При перемещении статора 3 относительно генерирующего сердечника 4 опорные ролики 10 перекатываются по направляющим балкам 11, а дополнительные направляющие ролики 20 принимают на себя горизонтальную составляющую FГ силы набегающей волны, действующую на шток 9.
Таким образом, размещение линейного электрогенератора на плавучем понтоне, оснащенном дополнительными направляющими роликами 20, позволяет исключить действие горизонтальных сил на опорные ролики 10 и направляющие балки 11 при набегании волны, что значительно повышает надежность энергоустановки.