Поплавковая волновая электростанция

Полезная модель относится к области производства электроэнергии путем преобразования кинетической энергии морских волн в электрическую энергию.
Известна поплавковая волновая электростанция (патент РФ № 2513070), содержащая герметичный поплавок в форме тора, разделенный водонепроницаемыми переборками на отсеки. Во внутренней полости к тороидальному поплавку прикреплен вертикально расположенный цилиндрический корпус с размещенным в нем маятником, подвешенным к концу троса, переброшенного через блок, закрепленный на вращающейся оси. Трос с другой стороны блока прикреплен к якорю, который неподвижно установлен па дне водоема. К вращающейся оси блока присоединен электрический генератор, соединенный проводниками с зарядным устройством и аккумулятором.
Недостатком данной волновой электростанции является низкая надежность конструкции, обусловленная деформациями изгиба троса при огибании блока. Переменные напряжения изгиба, возникающие в тросе при огибании блока во время подъема и спуска маятника внутри корпуса, могут привести к быстрому усталостному разрушению троса.
Задачей полезной модели является увеличение срока службы поплавковой волновой электростанции.
Техническим результатом использования предлагаемой волновой электростанции является усовершенствование её конструкции, позволяющее повысить надежность электростанции.
Поплавковая волновая электростанция содержит герметичный поплавок, разделенный водонепроницаемыми переборками на отсеки. Во внутренней полости к герметичному поплавку прикреплен вертикально расположенный цилиндрический корпус с размещенным в нем маятником, а также герметичный отсек, в котором установлен электрогенератор, зарядное устройство и аккумулятор. Электростанция содержит механизм преобразования возвратно-поступательного движения во вращательное, состоящий из роликовой цепи и рабочей звездочки. Маятник подвешен к левому концу роликовой цепи, которая переброшена через рабочую звездочку и находится с ней в зацеплении. Рабочая звездочка неподвижно закреплена на валу электрогенератора. К правому концу роликовой цепи прикреплен верхний конец троса, нижний конец которого прикреплен к якорю, неподвижно установленному па дне водоема. Для уменьшения потерь на трение цепи и троса о стенки герметичного отсека электростанция содержит также направляющую звездочку, установленную с возможностью вращения на оси, а также направляющие ролики, установленные с возможностью вращения на осях. Ось направляющей звездочки и оси направляющих роликов жестко закреплены на стенке герметичного отсека. Обмотка статора электрогенератора соединена проводниками с входом зарядного устройства, выход которого соединен с аккумулятором. К аккумулятору подключены потребители электроэнергии, которые могут находиться на судне или на берегу.
На фиг. 1 изображена поплавковая волновая электростанция в крайнем верхнем положении (при набегании волны). На фиг. 2 изображена поплавковая волновая электростанция в крайнем нижнем положении (при сбегании волны).
Поплавковая волновая электростанция (далее - электростанция) содержит (фиг.1) герметичный поплавок 1, разделенный водонепроницаемыми переборками 2 на отсеки. Во внутренней полости к герметичному поплавку 1 прикреплен вертикально расположенный цилиндрический корпус 3 с размещенным в нем маятником 4, а также герметичный отсек 5, в котором установлен электрогенератор 6, зарядное устройство 7 и аккумулятор 8. Электростанция содержит механизм преобразования возвратно-поступательного движения во вращательное, состоящий из роликовой цепи 9 и рабочей звездочки 10. Маятник 4 подвешен к левому концу роликовой цепи 9, которая переброшена через рабочую звездочку 10 и находится с ней в зацеплении. Рабочая звездочка 10 неподвижно закреплена на валу электрогенератора 6. К правому концу роликовой цепи 9 прикреплен верхний конец троса 11, нижний конец которого прикреплен к якорю 12, неподвижно установленному па дне водоема 13. Для уменьшения потерь на трение цепи 9 и троса 11 о стенки герметичного отсека 5 электростанция содержит также направляющую звездочку 14, установленную с возможностью вращения на оси 15, а также направляющие ролики 16, установленные с возможностью вращения на осях 17. Ось 15 направляющей звездочки 14 и оси 17 направляющих роликов 16 жестко закреплены на стенке герметичного отсека 5. Обмотка статора электрогенератора 6 соединена проводниками с входом зарядного устройства 7, выход которого соединен с аккумулятором 8. К аккумулятору 8 подключены потребители электроэнергии, которые могут находиться на судне или на берегу.
Поплавковая волновая электростанция работает следующим образом. В исходном состоянии при отсутствии волны маятник 4 своим весом создает силу натяжения роликовой цепи 9 и троса 11. Эта сила натяжения заставляет поплавковую волновую электростанцию расположиться над якорем 12. При набегании волны поплавок 1 под действием силы Архимеда всплывает на гребень волны (фиг. 1), длина части роликовой цепи 9 и троса 11 от якоря 12 до рабочей звездочки 10 увеличивается, а длина части роликовой цепи 9 от маятника 4 до рабочей звездочки 10 уменьшается. При этом маятник 4 поднимается, а рабочая звездочка 10 при смещении роликовой цепи 9 поворачивается вместе с валом электрогенератора 6 по часовой стрелке, вращая ротор с постоянными магнитами. В обмотке статора электрогенератора 6 появляется переменное электрическое напряжение, которое поступает на вход зарядного устройства 7, выпрямляется и подается с выхода зарядного устройства 7 на аккумулятор 8, обеспечивая его зарядку. При сбегании волны (фиг. 2) поплавок 1 опускается вниз, длина части роликовой цепи 9 и троса 11 от якоря 12 до рабочей звездочки 10 уменьшается, а длина части роликовой цепи 9 от маятника 4 до рабочей звездочки 10 увеличивается. При этом маятник 4 опускается, а рабочая звездочка 10 при смещении роликовой цепи 9 поворачивается вместе с валом электрогенератора 6 против часовой стрелки, вращая ротор с постоянными магнитами. Электрогенератор 6 через зарядное устройство 7 снова обеспечивает зарядку аккумулятора 8.
Использование гибкой связи в виде роликовой цепи 9 со звездочкой 10 позволяет исключить деформацию изгиба троса 11, соединяющего электростанцию с якорем 12, что повышает надежность электростанции.