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 №2567916), содержащая герметичный поплавок с двумя корпусами, каждый из которых снабжен килем. Корпусы поплавка соединены общим настилом, образуя катамаран. На кормовой части поплавка закреплен блок, через который переброшен трос, к концу которого присоединен маятник. Второй конец троса намотан на барабан. Ось барабана соединена с осью барабана. На барабан намотан трос, переброшенный через дополнительный блок, установленный на носовой части поплавка. Направление намотки троса на барабан и троса на барабан противоположное. Трос прикреплен к якорю, установленному на дне. К общей оси барабанов присоединен ротор электрического генератора.
Недостатком данной волновой электростанции является недостаточная надежность конструкции, обусловленная деформациями изгиба тросов при огибании блоков и барабанов. Переменные напряжения изгиба, возникающие в тросах при изгибе, могут привести к их быстрому усталостному разрушению.
Задачей полезной модели является увеличение срока службы поплавковой волновой электростанции.
Техническим результатом использования предлагаемой волновой электростанции является повышение надежности электростанции, путем усовершенствования ее конструкции.
Поплавковая волновая электростанция (далее - электростанция) содержит герметичный поплавок с двумя корпусами, каждый из которых снабжен килем. Корпусы поплавка соединены общим настилом, образуя катамаран. На общем настиле посредине жестко установлен электрогенератор, на валу которого жестко закреплена рабочая звездочка. На носовой и кормовой частях общего настила в плоскости рабочей звездочки жестко закреплены кронштейны с носовой и кормовой направляющими звездочками. Через рабочую звездочку, носовую и кормовую направляющие звездочки переброшена зубчатая цепь, находящаяся в зацеплении со всеми звездочками. К носовому концу цепи прикреплен верхний конец носового троса, нижний конец которого соединен с якорем, установленным на дне водоема. К кормовому концу цепи прикреплен верхний конец кормового троса, нижний конец которого соединен с маятником, подвешенным на некоторой высоте от дна водоема.
На фиг. 1 изображена фронтальная проекция, поплавковой волновой электростанции в нейтральном положении (при отсутствии волны). На фиг. 2 изображена поплавковая волновая электростанция в нейтральном положении (вид сбоку). На фиг. 3 изображена поплавковая волновая электростанция в нейтральном положении (вид сверху). На фиг. 4 изображена фронтальная проекция поплавковой волновой электростанции при подъеме носовой части (при набегании волны). На фиг. 5 изображена фронтальная проекция поплавковой волновой электростанции при опускании носовой части (при сбегании волны).
Поплавковая волновая электростанция (далее - электростанция) содержит (фиг. 1, 2, 3) герметичный поплавок 1 с двумя корпусами, каждый из которых снабжен килем 2. Корпусы поплавка 1 соединены общим настилом 3, образуя катамаран. На общем настиле 3 посредине жестко установлен электрогенератор 4, на валу которого жестко закреплена рабочая звездочка 5. На носовой и кормовой частях общего настила 3 в плоскости рабочей звездочки 5 жестко закреплены кронштейны 6 и 7 с носовой 8 и кормовой 9 направляющими звездочками. Через рабочую звездочку 5, носовую 8 и кормовую 9 направляющие звездочки переброшена зубчатая цепь 10, находящаяся в зацеплении со всеми звездочками. К носовому концу цепи 10 прикреплен верхний конец носового троса 11, нижний конец которого соединен с якорем 12, установленным на дне водоема. К кормовому концу цепи 10 прикреплен верхний конец кормового троса 13, нижний конец которого соединен с маятником 14, подвешенным на некоторой высоте от дна водоема.
Поплавковая волновая электростанция работает следующим образом. В исходном состоянии при отсутствии волны (фиг. 1, 2, 3) маятник 14 своим весом создает силу натяжения зубчатой цепи 10 и тросов 11 и 13. Эта сила натяжения заставляет поплавковую волновую электростанцию расположиться над якорем 12.
При набегании волны носовая часть герметичного поплавка 1 поднимается вверх (фиг. 4), длина части зубчатой цепи 10 и троса 11 от якоря 12 до рабочей звездочки 5 увеличивается, а длина части зубчатой цепи 10 от маятника 14 до рабочей звездочки 5 уменьшается. При смещении зубчатой цепи 10 маятник 14 поднимается, а носовая 8 и кормовая 9 направляющие звездочки поворачиваются по часовой стрелке. Вместе с ними рабочая звездочка 5 также поворачивается вместе с валом электрогенератора 4 по часовой стрелке, вращая его ротор. Электрический генератор 4 преобразует механическую энергию вращения ротора в электрическую энергию.
При сбегании волны (фиг. 5) носовая часть герметичного поплавка 1 опускается вниз, длина части зубчатой цепи 10 и троса 11 от якоря 12 до рабочей звездочки 5 уменьшается, а длина части зубчатой цепи 10 от маятника 14 до рабочей звездочки 5 увеличивается. При смещении зубчатой цепи 10 маятник 14 опускается, а носовая 8 и кормовая 9 направляющие звездочки поворачиваются по против часовой стрелки. Вместе с ними рабочая звездочка 5 также поворачивается вместе с валом электрогенератора 4 против часовой стрелки, вращая его ротор. Электрический генератор 4 снова преобразует механическую энергию вращения ротора в электрическую энергию.
Использование гибкой связи в виде зубчатой цепи 10 со звездочкой 5 позволяет исключить деформацию изгиба тросов 11 и 13, соединяющих электростанцию с якорем 12 и маятником 14, что повышает надежность электростанции.