Волновая электростанция

Полезная модель относится к области производства электроэнергии путем преобразования кинетической энергии морских волн в электрическую энергию.
Известна волновая энергетическая установка (патент РФ № 205885), 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. 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. Волновая энергетическая установка содержит коромысло, кинематически связывающее шток генерирующего сердечника с верхним концом штанги, и рычаг для обеспечения вертикального положения штанги с поплавком при повороте коромысла.
Недостатком данной волновой энергетической установки сложность конструкции и низкая скорость перемещения генерирующего сердечника при малой волне в водоеме.
Задачей полезной модели является упрощение конструкции волновой электростанции при сохранении высокой производительности.
Техническим результатом использования предлагаемой волновой электростанции является усовершенствование конструкции, позволяющее упростить конструкцию с сохранением высокой скорости перемещения генерирующего сердечника внутри статора при небольшой волне в водоеме.
Технический результат достигается предлагаемой волновой электростанцией, содержащей поплавок, установленный на неподвижной стойке с возможностью поворота посредством шарнира. На поплавке жестко закреплена вертикальная стойка, на которой с возможностью поворота горизонтально закреплен корпус посредством шарнира. В корпусе размещен линейный электрогенератор тока, состоящий из статора и генерирующего сердечника, способного к горизонтальному возвратно-поступательному движению внутри статора. Корпус выполнен в виде пустотелого короба из неметаллического материала с центральными отверстиями на боковых стенках корпуса. Генерирующий сердечник с двухсторонним штоком имеет возможность горизонтального возвратно-поступательного движения внутри статора благодаря опорным роликам, которые перемещаются по горизонтальным направляющим балкам, жестко закрепленным на боковых стенках корпуса. Опорные ролики прикреплены к поверхности генерирующего сердечника. Для ограничения хода генерирующего сердечника на концах горизонтальных направляющих балок размещены демпферы. Волновая электростанция содержит правый и левый кронштейны, основания которых жестко закреплены на правой и левой сторонах поплавка. На концах правого и левого кронштейнов с возможностью поворота закреплены правый и левый блоки, через которые переброшены правый и левый тросы. Верхний конец правого троса прикреплен с возможностью поворота к правому концу двухстороннего штока посредством шарнира. Верхний конец левого троса прикреплен с возможностью поворота к левому концу двухстороннего штока посредством шарнира. Нижние концы правого и левого тросов жестко закреплены в грунте водоема посредством анкеров. Неподвижная стойка установлена неподвижно в грунте водоема.
На фиг. 1 изображена волновая электростанция в нейтральном положении. На фиг. 2 изображена волновая электростанция в крайнем правом положении генерирующего сердечника. На фиг. 3 изображена волновая электростанция в крайнем левом положении генерирующего сердечника.
Волновая электростанция (фиг.1) содержит поплавок 1, установленный на неподвижной стойке 2 с возможностью поворота посредством шарнира 4. На поплавке 1 жестко закреплена вертикальная стойка 27, на которой с возможностью поворота горизонтально закреплен корпус 7 посредством шарнира 28. В корпусе 7 размещен линейный электрогенератор тока 3, состоящий из статора 12 и генерирующего сердечника 13, способного к горизонтальному возвратно-поступательному движению внутри статора 12. Корпус 7 выполнен в виде пустотелого короба из неметаллического материала с центральными отверстиями 10 и 11 на боковых стенках 8 и 9 корпуса 7. Генерирующий сердечник 13 с двухсторонним штоком 5 имеет возможность горизонтального возвратно-поступательного движения внутри статора 12 благодаря опорным роликам 14, которые перемещаются по горизонтальным направляющим балкам 6, жестко закрепленным на боковых стенках 8 и 9 корпуса 7. Опорные ролики 14 прикреплены к поверхности генерирующего сердечника 13. Для ограничения хода генерирующего сердечника 13 на концах горизонтальных направляющих балок 6 размещены демпферы 15. Волновая электростанция содержит правый 16 и левый 17 кронштейны, основания которых жестко закреплены на правой и левой сторонах поплавка 1. На концах правого 16 и левого 17 кронштейнов с возможностью поворота закреплены правый 18 и левый 19 блоки, через которые переброшены правый 20 и левый 21 тросы. Верхний конец правого троса 20 прикреплен с возможностью поворота к правому концу двухстороннего штока 5 посредством шарнира 22. Верхний конец левого троса 21 прикреплен с возможностью поворота к левому концу двухстороннего штока 5 посредством шарнира 23. Нижние концы правого 20 и левого 21 тросов жестко закреплены в грунте водоема 24 посредством анкеров 25 и 26. Неподвижная стойка 2 установлена неподвижно в грунте водоема 24.
Волновая электростанция работает следующим образом.
При набегании волны поплавок 1 поворачивается против часовой стрелки относительно неподвижной стойки 2 (фиг. 2), поднимая правую сторону вместе с правым блоком 18 и увеличивая расстояние до нижнего конца правого троса 20. Компенсируя увеличение вертикального участка правого троса 20, правый блок 18 поворачивается по часовой стрелке и выбирает длину горизонтального участка правого троса 20, заставляя двигаться двухсторонний шток 5 вправо. Шток 5 вместе с генерирующим сердечником 13 перемещается вправо на опорных роликах 14 по горизонтальным направляющим балкам 6 относительно статора 12.
При смещении пика волны поплавок 1 поворачивается по часовой стрелке относительно неподвижной стойки 2 (фиг. 3), поднимая левую сторону вместе с левым блоком 19 и увеличивая расстояние до нижнего конца левого троса 21. Компенсируя увеличение вертикального участка левого троса 21, левый блок 19 поворачивается против часовой стрелки и выбирает длину горизонтального участка левого троса 21, заставляя двигаться двухсторонний шток 5 влево. Шток 5 вместе с генерирующим сердечником 13 перемещается влево на опорных роликах 14 по горизонтальным направляющим балкам 6 относительно статора 12.
При возвратно-поступательном движении генерирующего сердечника 13 внутри статора 12 изменяется магнитное поле, благодаря чему в обмотках статора 12 появляется ЭДС, которая передается в центральную сеть для преобразования.
Использование блоков с тросами позволяет существенно упростить конструкцию, а также увеличить скорость перемещения генерирующего сердечника внутри статора, даже при небольшой волне, что повышает производительность электростанции.