[go: up one dir, main page]

SE523000C2 - Vågkraftaggregat - Google Patents

Vågkraftaggregat

Info

Publication number
SE523000C2
SE523000C2 SE0300869A SE0300869A SE523000C2 SE 523000 C2 SE523000 C2 SE 523000C2 SE 0300869 A SE0300869 A SE 0300869A SE 0300869 A SE0300869 A SE 0300869A SE 523000 C2 SE523000 C2 SE 523000C2
Authority
SE
Sweden
Prior art keywords
rotor
wave power
power unit
roller
unit according
Prior art date
Application number
SE0300869A
Other languages
English (en)
Other versions
SE0300869L (sv
SE0300869D0 (sv
Inventor
Mats Leijon
Hans Bernhoff
Original Assignee
Swedish Seabased Energy Ab
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Swedish Seabased Energy Ab filed Critical Swedish Seabased Energy Ab
Priority to SE0300869A priority Critical patent/SE523000C2/sv
Publication of SE0300869D0 publication Critical patent/SE0300869D0/sv
Priority to DE602004002684T priority patent/DE602004002684T2/de
Priority to JP2006507974A priority patent/JP4398976B2/ja
Priority to US10/549,719 priority patent/US7405489B2/en
Priority to AU2004223483A priority patent/AU2004223483B2/en
Priority to DK04722493T priority patent/DK1611347T3/da
Priority to KR1020057018235A priority patent/KR101077009B1/ko
Priority to PT04722493T priority patent/PT1611347E/pt
Priority to CA2519670A priority patent/CA2519670C/en
Priority to ES04722493T priority patent/ES2277668T3/es
Priority to EP04722493A priority patent/EP1611347B1/en
Priority to AT04722493T priority patent/ATE341709T1/de
Priority to PCT/SE2004/000420 priority patent/WO2004085842A1/en
Priority to CNB2004800084590A priority patent/CN100412355C/zh
Publication of SE0300869L publication Critical patent/SE0300869L/sv
Publication of SE523000C2 publication Critical patent/SE523000C2/sv
Priority to NO20041284A priority patent/NO329570B1/no

Links

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F03MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F03BMACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS
    • F03B13/00Adaptations of machines or engines for special use; Combinations of machines or engines with driving or driven apparatus; Power stations or aggregates
    • F03B13/12Adaptations of machines or engines for special use; Combinations of machines or engines with driving or driven apparatus; Power stations or aggregates characterised by using wave or tide energy
    • F03B13/14Adaptations of machines or engines for special use; Combinations of machines or engines with driving or driven apparatus; Power stations or aggregates characterised by using wave or tide energy using wave energy
    • F03B13/16Adaptations of machines or engines for special use; Combinations of machines or engines with driving or driven apparatus; Power stations or aggregates characterised by using wave or tide energy using wave energy using the relative movement between a wave-operated member, i.e. a "wom" and another member, i.e. a reaction member or "rem"
    • F03B13/18Adaptations of machines or engines for special use; Combinations of machines or engines with driving or driven apparatus; Power stations or aggregates characterised by using wave or tide energy using wave energy using the relative movement between a wave-operated member, i.e. a "wom" and another member, i.e. a reaction member or "rem" where the other member, i.e. rem is fixed, at least at one point, with respect to the sea bed or shore
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F03MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F03BMACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS
    • F03B13/00Adaptations of machines or engines for special use; Combinations of machines or engines with driving or driven apparatus; Power stations or aggregates
    • F03B13/12Adaptations of machines or engines for special use; Combinations of machines or engines with driving or driven apparatus; Power stations or aggregates characterised by using wave or tide energy
    • F03B13/14Adaptations of machines or engines for special use; Combinations of machines or engines with driving or driven apparatus; Power stations or aggregates characterised by using wave or tide energy using wave energy
    • F03B13/16Adaptations of machines or engines for special use; Combinations of machines or engines with driving or driven apparatus; Power stations or aggregates characterised by using wave or tide energy using wave energy using the relative movement between a wave-operated member, i.e. a "wom" and another member, i.e. a reaction member or "rem"
    • F03B13/18Adaptations of machines or engines for special use; Combinations of machines or engines with driving or driven apparatus; Power stations or aggregates characterised by using wave or tide energy using wave energy using the relative movement between a wave-operated member, i.e. a "wom" and another member, i.e. a reaction member or "rem" where the other member, i.e. rem is fixed, at least at one point, with respect to the sea bed or shore
    • F03B13/1885Adaptations of machines or engines for special use; Combinations of machines or engines with driving or driven apparatus; Power stations or aggregates characterised by using wave or tide energy using wave energy using the relative movement between a wave-operated member, i.e. a "wom" and another member, i.e. a reaction member or "rem" where the other member, i.e. rem is fixed, at least at one point, with respect to the sea bed or shore and the wom is tied to the rem
    • F03B13/189Adaptations of machines or engines for special use; Combinations of machines or engines with driving or driven apparatus; Power stations or aggregates characterised by using wave or tide energy using wave energy using the relative movement between a wave-operated member, i.e. a "wom" and another member, i.e. a reaction member or "rem" where the other member, i.e. rem is fixed, at least at one point, with respect to the sea bed or shore and the wom is tied to the rem acting directly on the piston of a pump
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F03MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F03BMACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS
    • F03B13/00Adaptations of machines or engines for special use; Combinations of machines or engines with driving or driven apparatus; Power stations or aggregates
    • F03B13/12Adaptations of machines or engines for special use; Combinations of machines or engines with driving or driven apparatus; Power stations or aggregates characterised by using wave or tide energy
    • F03B13/14Adaptations of machines or engines for special use; Combinations of machines or engines with driving or driven apparatus; Power stations or aggregates characterised by using wave or tide energy using wave energy
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/30Energy from the sea, e.g. using wave energy or salinity gradient

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Other Liquid Machine Or Engine Such As Wave Power Use (AREA)
  • Ceramic Products (AREA)
  • Glass Compositions (AREA)
  • Crystals, And After-Treatments Of Crystals (AREA)
  • Control Of Motors That Do Not Use Commutators (AREA)
  • Amplifiers (AREA)

Description

523 000 2 väster om Jyllands kust där djupet var ca 50 m har uppmätningar av våghöjden gjorts.
För att nyttiggöra energin som är tillgänglig genom havsvàgornas rörelser har olika slag av vågkraftaggregat för generering av elkraft föreslagits. Dessa har dock ej lyckats kunna konkurrera framgångsrikt med konventionell elkraftsproduk- tion. Hittills förverkligade vågkraftverk har i huvudsak varit försöksanläggningar eller använts för lokal energiförsörjning till navigationsbojar. För att kommersiell elproduktion ska kunna vara möjlig och därmed ge tillgång till den stora energi- reserv som finns i havsvàgornas rörelser erfordras inte bara att utplaceringen av aggregaten sker på lämpligt lokaliserade ställen. Det är också nödvändigt att aggregatet är driftsäkert, har hög verkningsgrad samt låg tillverknings- och drifts- kostnad.
Bland de tänkbara principer för omvandlingen av vågrörelseenergi till elektrisk energi torde därvid en linjärgeneratori störst utsträckning motsvara dessa krav.
Flytkroppens vertikala rörelser förorsakade av vågrörelserna kan därmed direkt överföras till en fram- och återgàende rörelse hos generatorns rotor. En linjärgenerator kan utföras mycket robust och enkel och genom att den förankras vid bottnen blir den stabilt opåverkbar av strömningar i vattnet. Den enda rörliga delen hos generatorn blir den fram- och återgàende rotorn. Aggregatet blir genom sina få rörliga delar och sin enkla konstruktiva uppbyggnad mycket driftsäkert.
Genom exempelvis US 6 0202 653 är förut känt ett vågkraftaggregat som baserar sig på Iinjärgeneratorprincipen. Skriften beskriver således en vid bottnen förankrad generator som producerar elenergi från havsytans vågrörelser. En gene- ratorspole är förbunden med en flytkropp så att spolen rör sig upp och ned med vågrörelserna. Ett magnetfält verkar på spolen då det rör sig så att en elektro- magnetisk kraft alstras i denna. Magnetfältet är sådant att det åstadkommer ett likformigt fält med enkelmagnetisk orientering utmed hela spolens slaglängd.
Generatorn innefattar en basplatta på havsbotten som bär upp magnetkårnan i vilken spolen rör sig.
Vidare är genom US 4 539 485 förut känt ett vågkraftaggregat försedd med en elektrisk linjärgenerator. Dess rotor består av ett antal permanent- magneter och generatorns lindning är anordnad i den omgivande statorn. 523 000 3 . . - ~ s» l PCT/SEO2/O2405 beskrivs vidare ett vågkraftaggregat med Iinjärgenerat- or vid vilket rotorn är permanentmagnetisk och statorn innefattar lidning bildande ett flertal poler fördelade i rotorns rörelseriktning.
Det är viktigt att styrningen av rotorns linjärrörelse relativt statorn är precis och tillförlitlig så att storleken på gapet mellan rotor och stator bibehålls vid ett exakt värde. Gapet är i storleksordningen 1-5 mm, företrädesvis omkring 2 mm.
Eftersom en generator är av ifrågavarande slag kan vara ganska stor medför bristande precision i styrningen att gapets storlek riskerar att awika kraftigt från det förutbestämda. Detta medför asymmetri hos de uppträdande magnetiska krafterna som leder till skadliga snedkrafter på rotorn med risk för såväl driftsstör- ningar som haveri. Även den elektromagnetiska energiomvandlingen påverkas negativt av felaktig gapstorlek.
Det ställs därför stora krav på att rotorn är väl lagrade i tvärriktningen, samtidigt ställs mycket stora krav på lagringens livslängd. Ett aggregat av det aktuella slaget beräknas kunna vara i drift under en tid av 30 år eller mer. Vanliga kullager har normalt en livslängd som avsevärt understiger detta. Byte av lager är mycket kostsamt eftersom generatorn ofta är placerad långt ute till havs och på stort djup. Ändamålet med föreliggande uppfinning är mot denna bakgrund att för ett vågkraftaggregat av det aktuella slaget åstadkommes en lagring av rotorn som bemästrar de angivna problemen och som således är enkel och tillförlitlig och som har lång livslängd.
Redogörelse för uppfinningen Det uppställda ändamålet har ur uppfinningens första aspekt ernåtts genom att ett vågkraftaggregat av det i patentkravets 1 ingress angivna slaget innefattar de speciella särdragen att rotorn i tvärriktningen är lagrad medelst rull- kroppar anordnade mellan i längdriktningen förlöpande rullytor på rotorn och stöd- ytor hos ett stödorgan, vilka rullar är anordnade att rulla mot rotorns rullytor och stödorganets stödytor.
Tack vare att rotorn på detta sätt rullar fram och tillbaka i stödorganet blir det en mycket robust lagring. Rullkropparna kan göras av ett starkt och slittåligt material och med förhållandevis stor rullningsdiameter och får därmed i det när- maste obegränsad Iivslängd. Ej heller utgör rullytorna eller stödytorna något . ; - . .o 523 000 4 - - n - .- problem i detta avseende.Rotorns position i tvärriktning kommer vidare att bli ytterst precis genom att den entydigt bestäms av rullkropparnas diameter. Med det uppfunna vågkraftaggregatet uppnås därmed en tillförlitlig styrning av rotorns rörelser och en livslängd hos lagringen som medför att behovet av service eller lagerbyte elimineras under hela aggregatets beräknade livslängd.
Enligt en föredragen utföringsform av det uppfunna vågkraftaggregatet utgörs stödorganet av generatorns stator. Det ligger i och för sig inom uppfin- ningens ram att stödorganet kan utgöras av ett separat organ., t.ex. en pelare i centrum av rotorn eller av gejderpelare anordnad på rotorns yttersida. Genom att utnyttja statorn som stödorgan uppnås dock den fördelen att sådana separata or- gan elimineras sà att aggregatet blir enklare och billigare. Dessutom är det ju iför- hållande till statorn som rotorns rörelse ska vara bestämd. Med statorn utgörande stödorganet blir det en direktkoppling mellan lagring och generatorgap och därmed optimal precision.
Enligt ytterligare en föredragen utföringsform är statorn uppburen av en stomme, varvid stödorganet utgörs av stommen. Även här fås en nära relation mellan generatorgap och stödytorna. l vissa fall kan det vara fördelaktigt att undvika stödytor direkt på statorn, vilket uppnås med denna utföringsform.
Enligt ytterligare en föredragen utföringsform finns rullytor i minst tre var- andra skärande plan plans vilka plans skärningslinjer i tvärsnitt bildar en polygon.
Så anordnade rullytor utgör ett tillräckligt geometriskt villkor för att entydigt defi- niera rotorns position i såväl x- som y-led i tvärriktningen. Med rullytor i färre plan eller plan som ej skär varandra på angivet sätt blir positioneringen ej fullständigt definierad genom lagringen med rullkropparna, varför i sådant fall kompletterande lagringsåtgärder måste användas. Detta behov elimineras genom denna utförings- form.
Enligt ytterligare en föredragen utföringsform har rotorn i tvärsnitt i huvud- sak formen av en polygon och minst en rullyta är anordnad på var och en minst tre av rotorns polygonsidor. Rotorn kan då rullagras direkt på sina sidor, vilket ger en säker och en enkel konstruktion.
Därvid är enligt ytterligare en föredragen utföringsform minst en rullyta belägen på var och en av rotorns polygonsidor. Genom att rullytorna är anordnade på samtliga sidor av rotorn uppnås maximal stabilitet och symmetri hos lagringen. . ~ . . .- 523 000 Ehuru formen lämpligtvis utgöras av en regelbunden polygon är naturligtvis oregel- bundna sådana tänkbara inom ramen för denna utföringsform.
Enligt ytterligare en föredragen utföringsform är i åtminstone ett plan anordnade ett flertal i Iängdriktningen och/eller tvärriktningen fördelade rullkroppar.
Med flera rullkroppar i ett och samma plan uppnås generellt en fördelning av erforderlig lagringskraft, vilket ökat bärförmågan. Det leder till förbättrad lagringsstabilitet och medger klenare rullkroppar. Med rullkroppar anordnade efter varandra i Iängdriktningen elimineras vidare risken för snedriktning av rotorn i rörelseriktningen. Med rullkroppar anordnade bredvid varandra i tvärriktningen ökas stabiliteten mot vridning av rotorn kring sin längdaxel. Då rullkroppar är fördelade i såväl längd- som tvärriktning i samma plan uppnås motsvarande kombinerade effekt. Vad som vinnes med ökat antalet rullkroppar måste natur- ligtvis vägas mot den ökade komplexitet hos konstruktionen som därvid blir fallet.
Enligt ytterligare en föredragen utföringsform är rullkropparna utformade som rullar. Därmed kommer vardera rullkropp att kunna uppta lagringskraften längs en linje vilket innebär en gynnsam spridning av lagringskraften jämfört med t.ex. en kulformig rullkropp.
Därvid är enligt ytterligare en fördragen utföringsform rullytorna och/eller stödytorna profilerade och/eller har åtminstone någon av rullarna profilerad mantelyta. Med sådant utförande minskar risken för att glidning ska uppstå mellan rullarna och rull- respektive stödytorna, något som av flera skäl är angeläget att undvika. Säkrast uppnås detta naturligtvis om såväl alla rullars mantelytor och både rull- och stödytorna är profilerade.
Enligt en föredragen utföringsform av det profilerade utförandet utgörs profileringen av ett regelbundet mönster av i tvärriktningen förlöpande dalar och åsar varvid rullarnas profilering överensstämmer med profileringen på rull- och stödytorna. Detta medför att rullarna och stödytorna kommer att greppa in i var- andra på ett kuggartat sätt liksom vid ett kugghjul mellan kuggstänger. Därmed är risken för glidning helt eliminerad.
Enligt ytterligare en föredragen utföringsform är åtminstone nâgra rull- kroppar mekaniskt förbundna med varandra. Därigenom säkerställes att rull- kropparna bibehåller sina lägen relativt varandra. Därmed bibehålles ett konstant mönster för lagringskrafternas fördelning. Vidare undviks risken att någon av rull- kropparna lösgörs från sin position. Samtidigt kan detta utgöra ett alternativt sätt . . ~ . n; u Iio »Inn 523 000 gäng 3_..:..¿= :..:..¿, _..:..¿: 6 att undvika glidning. Den mekaniska förbindningen kan vara sådan att rullkroppar- na anordnade efter varandra i längdriktningen är förbundna i ett i längdriktningen förlöpande tåg. Alternativt kan rullkroppar som är belägna bredvid varandra i tvär- riktningen vara förbundna med varandra via ett tvärgående hållarorgan. Möjligt är vidare att såväl i längdriktningen som i tvärriktningen fördelade rullkroppar vid en av rotorns sidor är förenade i ett nätartat hållarorgan liksom även att samtliga rull- kroppar är förenade i ett burartat hållarorgan.
Enligt ytterligare en föredragen utföringsform är åtminstone de ytor på rotorn som vetter mot statorn och/eller de ytor på statorn som vetter mot rotorn försedda med ett ytskikt av isolerande material, företrädesvis ett plastmaterial.
Nämnda rullbanor kan då vara anordnade pä detta ytskikt. Ytskiktet fungerar dess- utom som krockskydd för undvikande av sammanstötning mellan stator och rotor, varvid ytskikten tillförsäkrar ett minsta gap dem emellan.
Därvid är enligt en föredragen utföringsform rotorn och/eller statorn helt inkapslad av det isolerande materialet. lnkapsling av vardera av dessa komponen- ter medför att respektive komponent är korrosionsskyddad mot omgivande havs- eller sjövatten.
Enligt en ytterligare föredragen utföringsform vid utförandet med ytskikt är rotorn anordnad att glida mot statorn med nämnda ytskikt som glidytor. Därmed kommer rotorn även att vara glidlagrad som komplement till rullagringen. Den senare kan då vara utförd på ett enklare sätt med färre antal rullytor och rullkrop- par.
Därvid är enligt ytterligare en föredragen utföringsform rotorns lagring helt åstadkommen av nämnda glidytor, varvid nägra rullkroppar således ej är anord- nade för lagringen i tvärriktningen. Detta utförande är enkelt och ytskikten fullgör en tvåfaldig funktion dels som krockskydd och/eller korrosionsskydd dels som glidlager. Speciellt vid ett vågkraftaggregat med liten generator kan detta ut- förande vara av intresse.
Ovan angivna föredragna utföringsformer av det uppfunna vågkraft- aggregatet anges i de av patentkravet 1 beroende patentkravet.
Ur uppfinningens andra, tredje och fjärde aspekter har det uppställda ändamålet ernåtts genom att ett vågkraftverk innefattar ett flertal vågkraftaggregat enligt uppfinningen, genom användning av ett vågkraftaggregat enligt uppfinnin- gen för att producera elektrisk ström, respektive genom att ett förfarande för 523 000 7 - Q n . nu -u-n i- produktion av elektrisk ström genomförs medelst ett vågkraftaggregat enligt uppfinningen, vilket anges i kraven 16, 17 respektive 18.
Genom det uppfunna vågkraftverket, den uppfunna användningen och det uppfunna förfarandet vinnes fördelar av motsvarande slag som vid det uppfunna vàgkraftaggregatet och de föredragna utföringsformerna av detta och som redo- gjorts för ovan.
Uppfinningen förklaras närmare genom efterföljande detaljerade be- skrivning av fördelaktiga utföringsexempel av desamma under hänvisning till medföljande ritningsfigurer.
Kort beskrivning av ritningarna Fig. 1 är en schematisk sidovy av ett vågkraftaggregat enligt uppfinningen.
Fig. 2 är ett snitt längs linjen ll-ll ifig. 1.
Fig. 3 är ett förstorat delsnitt av fig. 2.
Fig. 4 är ett snitt längs linjen lV-lV i ig. 3.
Fig. 5-7 är ett snitt motsvarande fig. 4 av alternativt utföringsexempel av uppfinningen.
Fig. 8 åskådliggör en detalj av ett utföringsexempel av uppfinningen.
Fig. 9 åskådliggör en liknande detalj som i fig. 8 enligt ett alternativt utföringsexempel.
Fig. 10 är ett tvärsnitt genom en rotor av ytterligare ett alternativt utföringsexempel.
Fig. 11 är ett snitt motsvarande det i fig. 3 genom ytterligare ett alternativt utföringsexempel.
Fig. 12 är en perspektivvy av en rullkropp enligt uppfinningen.
Fig. 13 är ett tvärsnitt genom en rullkropp enligt ett alternativt utföringsexempel.
Fig. 14-16 är ett längdsnitt genom en del av rotor och stator enligt ytterligare alternativa utföringsexempel.
Fig. 17 är ett tvärsnitt genom rotor och stator enligt ytterligare ett utföringsexempel.
Fig. 18 är ett schema som illustrerar sammankopplingen av ett flertal aggregat enligt uppfinningen till ett vågkraftverk. - u n Q .- 523 000 8 ...- Beskrivning av fördelaktiga utföringsexempel Fig. 1 illustrerar principen för ett vågkraftaggregat enligt uppfinningen. En flytkropp 3 är anordnad att flyta på havsytan 2. Vågor bibringar flytkroppen 3 fram- och återgående vertikalrörelse. Vid bottnen 1 är en linjärgenerator 5 förankrad via en i bottnen fäst basplatta 8 som kan vara en betongplatta Vid basplattan 8 är linjärgeneratorns stator 6a, 6c fäst. Statorn består av fyra vertikala pelarliknande statorpaket av vilka endast två är synliga i figuren. I utrymmet mellan statorpake- ten är generatorns rotor 7 anordnad. Denna är förbunden med flytkroppens 3 medelst en lina 4. Rotorn 7 är av permanentmagnetiskt material.
Basplattan 8 har ett centralt anordnat hål 10, och koncentriskt med detta är ett bottenhål 9 upptaget i havsbottnen. Bottenhålet 9 kan lämpligtvis vara fodrat.
Vid bottenhàlets 9 nedre ände är en dragfjäder 11 fäst, vilken med sin andra ände år fäst vid rotorns 7 nedre ände. Hålet 10 i basplattan 8 och bottenhålet 9 har en diameter som medger att rotorn 7 kan röra sig fritt genom dessa.
Vardera statorpaket är sammansatt av ett antal moduler. I det visade exemplet är på statorpaketet 6a markerat hur det är uppdelat i tre vertikalt för- delade moduler 61, 62, 63.
Då flytkroppen 3 genom vågrörelserna i havsytan 2 rör sig upp och ner överförs denna rörelse via linan 4 till rotorn 7 som får en motsvarande fram- och återgående rörelse mellan statorpaketen. Därmed genereras ström i statorlind- ningarna. Bottenhålet 9 medger att rotorn kan passera hela statorn i sin nedåt- gående rörelse.
Fig. 2 är ett snitt längs linjen ll-ll ifig. 1. I detta exempel har rotorn 7 kvadratiskt tvärsnitt och ett statorpaket 6a-6d är anordnad vid vardera av rotorns 7 sidor. Med 12a-12d markeras respektive statorpakets lindning. Av figuren framgår även plåtarnas orientering i vardera statorpaket. Luftgapet mellan rotorn och in- tilliggande statorpaket är i storleksordningen någon mm. De för uppfinningen be- tydelsefulla detaljerna är för överskådlighetens skull utelämnade från fig. 1 och 2.
Det torde förstås att rotorns tvärsnittsform kan vara en polygon med god- tyckligt antal sidor. Lämpligtvis men ej nödvändigtvis är polygonen regelbunden.
Rotorn kan även vara cirkulär. Genom att anordna statorpaket åt olika håll runt om rotorn tillgodogörs så stor del som möjligt av magnetiältet för inducering.
Lindningens isolation utgörs av ett saltvattenbeständigt skikt som klarar en spänning upp till 6 kV. Skiktet kan utgöras av en polymer såsom PVC eller 523 000 9 - Q « - . Q - . - . .a ...n s liknande. Alternativt kan lacktràd användas. Ledaren utgörs av aluminium eller koppar. För att kunna ha ett så litet luftgap som möjligt är det viktigt att rotorns 7 rörelse blir noggrant styrd.
Detta åstadkommes enligt uppfinningen genom att rotorn är lagrad i rull- kroppar. Rullkropparna är anordnade at rulla mot rullytor hos rotorn och mot stöd- ytor hos ett stödorgan. I det fortsatta illustreras olika exempel på hur detta kan arrangeras. l fig. 3 visas ett exempel pà hur en rotor 7 med kvadratiskt tvärsnitt är lagrad direkt iden omgivande statorn 6a-6d. På vardera av rotorns fyra sidor är anordnad en rullyta 13 nedsänkt i ett spår. l vardera rullbana finns en rullkropp 14 anordnad att rulla mot respektive rullyta och mot en respektive stödyta 15 på statorn. Rullkropparna rullar utan glidning och kommer därför att röra sig i rotorns rörelseriktning med en hastighet som är halva rotorns hastighet. Rotorns styrning blir på detta sätt distinkt så alla gapen mellan rotor och stator bibehålles med stor exakthet.
Fig. 4 är ett snitt längs linjen lV-lV i fig. 3 med rullkroppen 14a i ett mittläge på dess rullyta 13a. Då rotorn rör sig uppåt med hastigheten v rör sig rullkroppen 14 nedåt relativt rotorn med hastigheten v/2. Med en rullyta 13 som sträcker sig längs hela rotorns längd medges således en slaglängd hos rotorn som är dubbelt så stor som rotorns längdutsträckning. För att undvika att rullkoppen 13a skall riskera att rulla utanför rotorn kan ett stopp 16 anordnas vid vardera ände av rull- ytan.
Fig. 5 illustrerar ett alternativt till det i fig. 4 visade exemplet i ett mot- svarande snitt. Vid utföringsexemplet i fig. 5 har rullytan en förlängning 17 på ömse sidor så att den sträcker sig utanför rotorn i längdled. Ett sådant utförande medger en slaglängd hos rotorn som är större än dubbla rotorns längd.
Fig. 6 illustrerar ytterligare ett alternativ i ett motsvarande snitt. I detta fall är två rullkroppar 14 anordnade i längdriktningen efter varandra löpande mot samma rullyta 13.
Fig. 7 illustrerar ännu ett alternativ i ett motsvarande snitt. Här är två rullytor 13 anordnade på rotorns sida och en rullkropp 14 löpande i var och en av dem. Utförandena enligt fig. 6 och 7 kan naturligtvis kombineras, och även kombineras med den rullyteförlängning som illustreras i fig. 5. 523 000 n n o Q .- 1.-- Rullkropparna vid utförandet enligt fig. 6 kan vara sammankopplade såsom illustreras i fig. 8. Vardera av rullkropparna 14 är roterbart upphängd på en axeltapp 19, vilka är förbundna med ett längsgående stag 26.
På motsvarande sätt kan de vid sidan om belägna rullkropparna 14 i fig. 7 förbindas såsom visas i fig. 9 med ett tvärgående stag 27 och axeltappar 18. Även utförandena enligt fig. 6 och 7 kan kombineras. Vidare kan rullkropparna 14 på olika sidor av rotorn (se fig. 3) förenas genom ett i en fyrkant förlöpande system av stag som löper som en krans runt rotorn. l fig. 10 illustreras ett exempel där rotorn har oktaederforrn, och en rull- kropp är anordnad på tre av oktaederns sidor. Rullkroppar kan naturligtvis anord- nas på samtliga dess sidor.
Vid exemplen i figurerna ovan är rullkropparna 14 anordnade att rulla mor rullytor 13 på rotorns utsida, och mot stödytor 15 anordnade på statorn 6. Stöd- ytorna kan naturligtvis vara anordnade på ett annat utanförliggande stödorgan än statorn.
I fig. 11 illustreras ytterligare ett utföringsexempel i ett tvärsnitt genom rotorn 7. Rotorn har en längsgående hålighet, i detta fall med triangelformigt tvär- snitt. Det kan dock ha godtycklig form. Genom håligheten sträcker sig en stödbalk 29 av motsvarande tvärsnitt. Rullkropparna 14 är här anordnade mellan rullytor 13 på rotorns insida och stödytor 15 på stödbalkar.
Rullkropparna 15 är såsom visas i fig. 12 lämpligtvis cylindriska. Mantel- ytan 30 på en rulkropp är lämpligtvis skrovlig eller profilerad för att minska risken för slirning. Lämpligtvis har rullytorna 13 och stödytorna 14 liknande struktur.
Fig. 13 visas i ett tvärsnitt ett utföringsexempel av en rullkropp 14 där dess mantelyta 30 är profilerad med i rullkroppens axelriktning förlöpande dalar 31 och åsar 39. De med rullkroppen 14 samverkande rull- och stödytorna 13, 15 har motsvarande dalar 31 och åsar 32.
Rullkroppen kommer därmed att samverka med rull- resp. stödytorna såsom ett kugghjul med en kuggstång.
Fig. 14 visar ett utföringsexempel där rotorn 7 och statorn 6 på de mot varandra riktade ytorna är försedda med ett ytskikt 33, 34 av icke-ledande material, såsom t.ex. plast.
Vid utföringsexemplet enligt fig. 15 är rotorn och vardera statorenhet helt och hållet inkapslade i ett motsvarande plastskikt 33, 34. 523 000 11 -vfl- .
Fig. 16 visar ett utföringsexempel där ytskikt 33, 34 av plast på de mot varandra riktade ytorna på rotorn 7 och statorn 6 överbryggar hela gapet mellan rotor och stator. Vid detta utförande uppnås rotorns styrning av att rotorn glider direkt mot statorn via plastskikten 33, 34.
I fig. 17 illustreras ett utföringsexempel där statorns 6 statorpaket 6a-6d är monterade på en stomme 35. Rotorn 7 är i detta fall anordnad att via rullkropparna 14 lagras mot stödytor på stommen 35.
Ett vågkraftverk enligt uppfinningen består av två eller flera aggregat av det ovan beskrivna slaget. I fig. 18 illustreras hur dessa sammankopplas för att leverera energi till ett elnät. l det visade exemplet består kraftverket av tre stycken aggregat symboliskt markerade med 20a-20c. Vardera aggregat är via en brytare eller kontaktor 21 och en likriktare 22 ansluten till en växelriktare 23, i en bipolär koppling enligt figuren. l figuren är kopplingsschema utritat endast för aggregatet Oa. Det torde förstås att övriga aggregat 20b, 20c är anslutna på motsvarande sätt. Växelriktaren 23 levererar trefasström till elnätet 25, eventuellt via en transformator 24 och/eller ett filter. Likriktarna kan vara dioder som kan vara styrda och av typen IGBT, GTO eller tyristor, innefatta styrda bipolära komponenter eller vara ostyrda.
Spänningarna på DC-sidan kan vara parallellkopplade, seriekopplade eller en kombination av båda delarna.

Claims (18)

20 25 30 523 000 12 - u ~ . - . ~ - - . .- ...n . PATENTKRAV
1. Vågkraftaggregat innefattande en flytkropp (3) och en elektrisk linjärgene- rator (5), vars rotor (7) medelst förbindelseorgan (4) är förbunden med flytkroppen (3) och vars stator (6) är anordnad att förankras i havs/sjö-botten (1), där rotorns (4) rörelseriktning definierar generatorns Iängdriktning och ett plan vinkelrät mot rörelseriktningen definierar generatorns tvärriktning kännetecknat av att rotorn (7) är lagrad i tvärriktningen i medelst rullkroppar (14) anordnade mellan i längd- riktningen förlöpande rullytor (13) på rotorn (7) och stödytor (15) hos ett stödorgan (6, 29), vilka rullkroppar (14) är anordnade att rulla mot rotorns rullytor (13) och stödorganets stödytor (15).
2. Vågkraftaggregat enligt patentkrav 1, kännetecknat av att stödorganet utgörs av generatorns stator (6).
3. Vågkraftaggregat enligt patentkrav 1, kännetecknat av att statorn är uppburen av en stomme och att stödorganet utgörs av stommen.
4. Vågkraftaggregat enligt något av patentkraven 1-3, kännetecknat av att rullytorna (13) innefattar rullytor i minst tre varandra skärande plan vilka plans skärningslinjer i tvärsnitt bildar en polygon.
5. Vågkraftaggregat enligt patentkraven 1-4, kännetecknat av att rotorn (7) i tvärsnitt i huvudsak har formen av en polygon och att minst en rullyta (13) är anordnad på var och en av minst tre av rotorns polygonsidor.
6. Vågkraftaggregat enligt patentkrav 5, kännetecknat av att minst en rullyta (13) är anordnad pä var och en av rotorns polygonsidor.
7. Vågkraftaggregat enligt något av patentkraven 1-6, kännetecknat av att i åtminstone ett plan är anordnade ett flertal i längdriktningen och/eller tvärriktnin- gen fördelade rullkroppar (14). 15 20 25 30 523 000 . - - . .a e." . 13
8. Vågkraftaggregat enligt något av patentkraven 1-7, kännetecknat av att rullkropparna är utförda som rullar (14).
9. Vågkraftaggregat enligt patentkrav 8, kännetecknat av att rullytorna (13) och/eller stödytorna (15) är profilerade och/eller åtminstone någon av rullarna (14) har profilerad mantelyta (30).
10. Vågkraftaggregat enligt patentkrav 9, kännetecknat av att profileringen (30) utgörs av ett regelbundet mönster av i tvärriktningen förlöpande dalar (31) och åsar (32) och att profileringen på vardera med profilerad mantelyta försedd rulle (14) överensstämmer med profileringen på rullytorna (13) och stödytorna (15).
11. åtminstone några rullkroppar (14) är mekaniskt förbundna (26, 27) med varandra. Vågkraftaggregat enligt något av patentkraven 1-10, kännetecknat av att
12. Vågkraftaggregat enligt något av patentkraven 1-11, kännetecknat av att åtminstone rotorns (7) mot statorns (6) vettande ytor och/eller statorns mot rotorn vettande ytor är försedda med ett ytskikt av isolerande material (33, 34), före- trädesvis ett plastmaterial.
13. Vågkraftaggregat enligt patentkrav 12, kännetecknat av att rotorn (7) är helt inkapslad av nämnda material (33, 34) och/eller statorn är helt inkapslad av nämnda material.
14. Vågkraftaggregat enligt patentkrav 12 eller 13, kännetecknat av att rotorn (7) är anordnad att glida mot statorn (6) med nämnda ytskikt som glidyta.
15. Vågkraftaggregat enligt patentkrav 14, kännetecknat av att rotorns lagring itvärriktningen helt åstadkommes av nämnda glidytor, och att några rullkroppar ej således är anordnade för lagring i tvärriktningen.
16. Vågkraftverk kännetecknat av att det innefattar ett flertal vågkraftaggregat (20a-20c) enligt något av patentkraven 1-15. 523 000 minä 5_..:..¿, :..:..:, _..:..:: 14
17. Användning av ett vågkraftaggregat enligt något av patentkraven 1-15 för att generera elektrisk energi.
18. Förfarande för att generera elektrisk energi kännetecknat av att den elektriska energin genereras medelst ett eller flera vågkraftaggregat enligt något av patentkraven 1-15.
SE0300869A 2003-03-27 2003-03-27 Vågkraftaggregat SE523000C2 (sv)

Priority Applications (15)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SE0300869A SE523000C2 (sv) 2003-03-27 2003-03-27 Vågkraftaggregat
CNB2004800084590A CN100412355C (zh) 2003-03-27 2004-03-22 波能装置
KR1020057018235A KR101077009B1 (ko) 2003-03-27 2004-03-22 파력 발전용 조립체
CA2519670A CA2519670C (en) 2003-03-27 2004-03-22 Wave power assembly
US10/549,719 US7405489B2 (en) 2003-03-27 2004-03-22 Wave power assembly
AU2004223483A AU2004223483B2 (en) 2003-03-27 2004-03-22 Wave power assembly
DK04722493T DK1611347T3 (da) 2003-03-27 2004-03-22 Bölgeenergianordning
DE602004002684T DE602004002684T2 (de) 2003-03-27 2004-03-22 Wellenenergieanordnung
PT04722493T PT1611347E (pt) 2003-03-27 2004-03-22 Montagem de energia das ondas
JP2006507974A JP4398976B2 (ja) 2003-03-27 2004-03-22 波力発電アセンブリ
ES04722493T ES2277668T3 (es) 2003-03-27 2004-03-22 Ensamblaje para energia de las olas.
EP04722493A EP1611347B1 (en) 2003-03-27 2004-03-22 Wave power assembly
AT04722493T ATE341709T1 (de) 2003-03-27 2004-03-22 Wellenenergieanordnung
PCT/SE2004/000420 WO2004085842A1 (en) 2003-03-27 2004-03-22 Wave power assembly
NO20041284A NO329570B1 (no) 2003-03-27 2004-03-26 Bolgekraftaggregat.

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SE0300869A SE523000C2 (sv) 2003-03-27 2003-03-27 Vågkraftaggregat

Publications (3)

Publication Number Publication Date
SE0300869D0 SE0300869D0 (sv) 2003-03-27
SE0300869L SE0300869L (sv) 2004-03-23
SE523000C2 true SE523000C2 (sv) 2004-03-23

Family

ID=20290820

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SE0300869A SE523000C2 (sv) 2003-03-27 2003-03-27 Vågkraftaggregat

Country Status (15)

Country Link
US (1) US7405489B2 (sv)
EP (1) EP1611347B1 (sv)
JP (1) JP4398976B2 (sv)
KR (1) KR101077009B1 (sv)
CN (1) CN100412355C (sv)
AT (1) ATE341709T1 (sv)
AU (1) AU2004223483B2 (sv)
CA (1) CA2519670C (sv)
DE (1) DE602004002684T2 (sv)
DK (1) DK1611347T3 (sv)
ES (1) ES2277668T3 (sv)
NO (1) NO329570B1 (sv)
PT (1) PT1611347E (sv)
SE (1) SE523000C2 (sv)
WO (1) WO2004085842A1 (sv)

Families Citing this family (23)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SE523000C2 (sv) 2003-03-27 2004-03-23 Swedish Seabased Energy Ab Vågkraftaggregat
CA2537111C (en) * 2004-03-16 2012-10-16 Ocean Power Technologies, Inc. Antirotational structures for wave energy converters
US8212411B2 (en) * 2006-03-29 2012-07-03 Seabased Ab System for generating electric energy
US7703562B2 (en) * 2007-05-25 2010-04-27 Toyota Motor Engineering & Manufacturing North America, Inc. Energy efficient robotic system
SE532101C2 (sv) * 2007-06-11 2009-10-20 Vertical Wind Ab Vertikalaxlat vindkraftaggregat
US7554215B1 (en) * 2007-07-03 2009-06-30 Paul Caragine Generator and method for generating electricity from subsurface currents
EP2318696B1 (en) * 2008-08-26 2018-10-10 Seabased AB A wave-power unit
WO2010024745A1 (en) * 2008-08-28 2010-03-04 Seabased Ab A wave-power unit, and a use of a such
US7816797B2 (en) * 2009-01-07 2010-10-19 Oscilla Power Inc. Method and device for harvesting energy from ocean waves
NO330266B1 (no) 2009-05-27 2011-03-14 Nbt As Anordning som anvender trykktransienter for transport av fluider
TR201816521T4 (tr) * 2010-05-28 2018-11-21 Seabased Ab Kılavuz cihazına sahip bir dalga gücü ünitesi.
RU2559033C2 (ru) * 2010-05-28 2015-08-10 Сибэйсд Аб Корпус статора для погружного линейного генератора
PE20130914A1 (es) * 2010-06-17 2013-08-26 Impact Technology Systems As Metodo que emplea transientes de presion en las operaciones de recuperacion de hidrocarburos
US20120086205A1 (en) * 2010-10-08 2012-04-12 Balakrishnan Nair Method and device for harvesting energy from ocean waves
JP5688472B2 (ja) * 2010-12-09 2015-03-25 シーベイスト アクチボラグSeabased AB 波力発電所用電気装置及び方法
AR089305A1 (es) 2011-12-19 2014-08-13 Impact Technology Systems As Metodo y sistema para generacion de presion por impacto
US8723353B1 (en) * 2012-11-21 2014-05-13 Barrie Franklin Wave energy converter design incorporating an induction generator
KR101528318B1 (ko) * 2014-01-20 2015-06-11 한국과학기술원 파력 및 조류력을 이용한 하이브리드 발전 장치
WO2015176057A1 (en) * 2014-05-16 2015-11-19 Renerge, Inc. Fluid flow induced oscillating energy harvester with variable damping based upon oscillation amplitude
CN106849598A (zh) * 2017-04-12 2017-06-13 中山市探海仪器有限公司 一种新型波浪发电机
US10871141B2 (en) * 2018-01-24 2020-12-22 Dehlsen Associates, Llc Vernier permanent magnet linear generator
US10865763B2 (en) * 2018-01-24 2020-12-15 Dehlsen Associates, Llc Power take-off for a wave energy converter
WO2020154184A1 (en) * 2019-01-21 2020-07-30 Dehlsen Associates, Llc A vernier permanent magnet linear generator

Family Cites Families (18)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4260901A (en) * 1979-02-26 1981-04-07 Woodbridge David D Wave operated electrical generation system
US4539485A (en) * 1983-10-07 1985-09-03 Neuenschwander Victor L Wave activated generator
US5136173A (en) * 1991-08-26 1992-08-04 Scientific Applications & Research Associates, Inc. Ocean wave energy conversion system
GB2272026A (en) * 1992-10-29 1994-05-04 William Chilton Electrical power generation from waves
US5411377A (en) * 1993-03-17 1995-05-02 Houser; Michael P. Mass displacement wave energy conversion system
CN1075600C (zh) * 1994-03-07 2001-11-28 孙立言 波能装置
US5696413A (en) * 1994-10-24 1997-12-09 Aqua Magnetics, Inc. Reciprocating electric generator
US6020653A (en) * 1997-11-18 2000-02-01 Aqua Magnetics, Inc. Submerged reciprocating electric generator
GB9916779D0 (en) * 1999-07-16 1999-09-15 Kelly H P G Sea wave to electrical energy conversion plant
US7045912B2 (en) * 2002-01-08 2006-05-16 Swedish Seabased Energy Ab Wave-power electric device and method
SE520921C2 (sv) * 2002-01-10 2003-09-16 Swedish Seabased Energy Ab Vågkraftaggregat, användning av ett vågkraftaggregat, förfarande för att genera elektrisk energi, system av komponenter för tillverkning av linjärgenerator till ett vågkraftaggregat samt förfarnde vid tillverkning av en linjärgenerator
EP1474607B1 (en) * 2002-01-10 2007-08-08 Seabased AB A wave-power unit and the use of a wave-power unit for production of electric power, a method of generating electric power and a system of components for manufacturing a linear generator for a wave-power unit
US6768217B2 (en) * 2002-02-20 2004-07-27 Ocean Power Technologies, Inc. Wave energy converter system of improved efficiency and survivability
US6791205B2 (en) * 2002-09-27 2004-09-14 Aqua Magnetics, Inc. Reciprocating generator wave power buoy
SE0300870L (sv) * 2003-03-27 2004-03-23 Swedish Seabased Energy Ab Vågkraftaggregat
SE523000C2 (sv) 2003-03-27 2004-03-23 Swedish Seabased Energy Ab Vågkraftaggregat
US7323790B2 (en) * 2005-03-15 2008-01-29 Ocean Power Technologies, Inc. Wave energy converters (WECs) with linear electric generators (LEGs)
US7245041B1 (en) * 2006-05-05 2007-07-17 Olson Chris F Ocean wave energy converter

Also Published As

Publication number Publication date
NO329570B1 (no) 2010-11-15
KR101077009B1 (ko) 2011-10-26
KR20060008305A (ko) 2006-01-26
JP4398976B2 (ja) 2010-01-13
CN100412355C (zh) 2008-08-20
SE0300869L (sv) 2004-03-23
EP1611347B1 (en) 2006-10-04
DE602004002684T2 (de) 2007-08-16
PT1611347E (pt) 2007-01-31
WO2004085842A1 (en) 2004-10-07
CA2519670A1 (en) 2004-10-07
CN1768202A (zh) 2006-05-03
SE0300869D0 (sv) 2003-03-27
DE602004002684D1 (de) 2006-11-16
ES2277668T3 (es) 2007-07-16
US20060208578A1 (en) 2006-09-21
JP2006523284A (ja) 2006-10-12
DK1611347T3 (da) 2007-02-05
EP1611347A1 (en) 2006-01-04
AU2004223483A1 (en) 2004-10-07
NO20041284L (no) 2004-09-28
ATE341709T1 (de) 2006-10-15
AU2004223483B2 (en) 2009-09-17
US7405489B2 (en) 2008-07-29
CA2519670C (en) 2012-06-26

Similar Documents

Publication Publication Date Title
SE523000C2 (sv) Vågkraftaggregat
JP4732690B2 (ja) 波力装置、発電のための波力装置の使用、発電方法、ならびに波力装置用のリニア発電機を製造するための一式の構成要素
JP4758983B2 (ja) 波力エネルギー変換器のための回転防止構造
SE520921C2 (sv) Vågkraftaggregat, användning av ett vågkraftaggregat, förfarande för att genera elektrisk energi, system av komponenter för tillverkning av linjärgenerator till ett vågkraftaggregat samt förfarnde vid tillverkning av en linjärgenerator
AU2004227317B2 (en) Wave power assembly provided with an electromagnetic dampning means
EP2134960B1 (en) A wave power unit, a buoy, use of a wave power unit and a method for producing electric energy
US6864592B1 (en) Sea wave to electrical energy conversion plant
EP1747372B1 (en) Wave power device
KR20140003386A (ko) 파도의 작용을 통해 에너지를 생산하는 시스템
KR20140014060A (ko) 파도의 작용을 통해 에너지를 생산하기 위한 시스템
SE522999C2 (sv) Vågkraftaggregat
US10352290B2 (en) Method and apparatus for wave energy conversion
CN115402470A (zh) 一种自适应高水位变化的漂浮光伏系泊系统
JP2016033346A (ja) 波力発電装置
KR20110054931A (ko) 파력 발전
DE102012005137A1 (de) Offshore-Wellen-Energie-Konverter "Wave Spider"
RU2467199C1 (ru) Волноэнергетическая установка
CN203383974U (zh) 浮管式波浪发电机
JP6622023B2 (ja) 波動発電装置
JPWO2020261240A5 (sv)
CN110139979A (zh) 浮力同步驱动电感交流发电机/bsai交流发电机
CN106438179A (zh) 浪涌发电机
JP2008523286A (ja) 流水の運動エネルギーを利用するための装置

Legal Events

Date Code Title Description
NUG Patent has lapsed