[发明专利]潮汐能系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于产生能量的水中用设备，该水中用设备包括至少一个涡轮。 

背景技术

要解决的主要全球性问题之一是如何为世界人口供应能量。必须减少使用矿物燃料并且用再生能源代替。 

利用再生能源的大多数努力集中在风力供能系统上。风力供能发电系统具有风能本质上是间歇的问题。 

目前存在用于由海流发电的水中用设备。那些设备通过线材固定到海底并且包括布置用于由潮水驱动的涡轮。 

但是从水中用设备产生的动力需要在基本不增加成本的情况下增大，以便在商业上具有吸引力。 

发明内容

本发明的一个目的是增大从水中用设备的动力输出。 

所述目的通过一种用于产生能量的水中用设备来实现，所述水中用设备包括至少一个涡轮，其特征在于：所述涡轮安装在水流驱动飞行器上，并且所述水流驱动飞行器通过至少一根线材固定在一结构中。所述结构可以是静止的，诸如海底、河底、湖底等的系泊装置或位于海或湖中的风力设备或静止的水中用设备。所述结构还可以运动的，诸如船只。 

根据本发明设备的飞行器以比水流速度高多倍(具体在10到20倍之间)的速度运动。由此，飞行器上涡轮装置的效率比静止的转子装置的效率高出很多。 

所述设备优选安装在在方向和速度上被良好限定并且可预知的水流环境下，诸如安装在河中、潮水影响区域以及在海流中。 

根据本发明的设备使得从靠近海岸位置上的相对弱的海流和潮流环境友好地、合理地并且成本有效地产生能量，例如电能。根据本发明的设备还可在相对较大深度的近海使用，在近海几乎没有挑战技术。 

根据本发明的一个优选实施例，水流驱动飞行器是翼形物，也就是升力体。 

根据另一优选实施例的飞行器至少在俯仰方向上基本自由地旋转。所述飞行器适于在俯仰方向上的最适宜工作位置。所述飞行器还优选相对于涡轮在侧倾方向上基本自由地旋转。由此，涡轮将面对相关的水流方向，也就是水流将从垂直于由涡轮叶片限定平面的方向施加力到涡轮上。 

在根据上述的飞行器自由旋转的一个优选实施例中，至少一个涡轮经由杆安装到飞行器上，并且旋转联接器安装在所述杆的一端，以便将涡轮或飞行器枢转地连接到所述杆。旋转联接器例如包括万向轴承。 

在根据上述的飞行器自由旋转的另一优选实施例中，至少一个涡轮通过旋转联接器直接安装在飞行器上。 

在本发明的另一优选实施例中，水流驱动飞行器设有操纵装置，并且控制单元布置用于为操纵装置提供控制信号，从而以预定轨迹操纵飞行器。操纵装置则可以包括一个或多个控制表面。 

此外，线材将优选被拉紧，并且因此预定的轨迹形成于球面中。为了提供水流驱动，预定的轨迹将至少部分地横过水流方向。 

根据本发明的一个实施例，涡轮可操作地连接到布置用于产生电能的发电机。发电机可操作地连接到布置用于分配所述电能的电缆。电缆可以例如至少部分地结合到线材中。然而，如果不需要连接到飞行器的电缆，所产生的电能可以例如用于使水电解，并且直接在飞行器处产生氢气。 

附图说明

图1a示出根据本发明第一实例布置在xy平面内的水中用设备的实例，其中x表示垂直于水流方向的水平方向，并且y表示竖直方向； 

图1b示出布置在yz平面内的图1a的水中用设备，其中z表示水 平的水流方向； 

图1c示出布置在xz平面内的图1a的水中用设备； 

图2示出图1水中用设备的水流驱动飞行器的第一实例； 

图3示出图1水中用设备的线材实例的横断面； 

图4示出将涡轮安装到图1水中用设备的飞行器的实例； 

图5示出图1水中用设备的控制单元的实例； 

图6a示出根据本发明第二实例布置在xy平面内的水中用设备的实例，其中x表示垂直于水流方向的水平方向，并且y表示竖直方向； 

图6b示出布置在yz平面内的图6a的水中用设备，其中z表示水平的水流方向； 

图6c示出布置在xz平面内的图6a的水中用设备； 

图7示出图1水中用设备的水流驱动飞行器的第二实例。 

具体实施方式