[发明专利]用以基于流体产生能量的可再生能量流体泵

说明书

技术领域

本发明涉及流体驱动的涡轮机及用于运行这种流体驱动的涡轮机的方法，且更具体地涉及用于转化驱动涡轮机的流体的动能的装置和方法。

背景技术

用于离岸应用的可再生能源发电技术主要基于风力涡轮机和近来出现的潮汐、波浪和洋流涡轮机，所有这些涡轮机目前或计划驱动发电机并经由高压海底电缆将电力传输到岸上。此电力设备连同其许多连接和电控装置是昂贵的，要求高度的维护且易于因暴露于严酷环境而发生故障和失效，且在海洋环境中在大范围的海况下难于接近和维修。以上所述的问题中的一些也在架起高压电缆的情况中发生。

多种紧密靠近，使单独或多个涡轮机构造内的高压系统及其相关的电磁场也产生了海上使用时在盐水和电磁场(EMF)效应中加速腐蚀方面的许多未知性。

因此，本发明的目的是提供用于转化流体动能的系统和用于运行这样的装置的方法，这避免了经由高压电缆来传输电力。

发明内容

本发明的目的通过用于转化第一流体的动能的系统来解决，其中该系统包括至少一个流体驱动的涡轮机，每个涡轮机驱动用于使第二流体加压的至少一个流体泵。所述至少一个流体泵连接到传输管线且将加压的第二流体提供到传输管线，且传输管线连接到利用加压的第二流体的能量产生动力的至少一个装置。

在下文中，此说明书使用术语“涡轮机”和“泵”用于至少一个涡轮机和至少一个泵，即术语“涡轮机”不限制于仅一个涡轮机，而是还包括多个涡轮机。以上同样的说明适用于术语“泵”。

本发明的系统通过提供加压的第二流体而转化第一流体的动能，即驱动至少一个涡轮机的流体的动能。此加压的流体用管道输送到利用第二流体的能量产生动力的至少一个装置。此装置例如能够将加压流体的能量转化为电力(更详细的描述见下文)。根据本发明，通过此加压的第二流体传输能量，且因此不需要高压电缆。

一般地，系统的涡轮机位于离岸位置，即在湖、河或海洋之内或之上。驱动所述涡轮机的第一流体是风、洋流、潮汐流或河流的一种或多种，即涡轮机能够布置在水下(使用水作为第一流体)，或布置在水面上(使用风作为第一流体)。然而，涡轮机也能够布置在/位于岸上。在此情况中，涡轮机总是由风流驱动。

涡轮机驱动流体泵以用于使第二流体加压。正如涡轮机，流体泵可以离岸布置或布置在岸上。与涡轮机和流体泵的布置无关，即与离岸和岸上、水下或水面上无关，通过流体泵加压的第二流体可以是与第一流体相同的流体，或第二流体可以与第一流体不同。

例如，如果涡轮机和泵布置在水下且泵用于使驱动涡轮机的水加压，则第一流体和第二流体相同。如果涡轮机是风驱动的涡轮机，即位于水面上方，且流体泵用于使水加压，例如使来自附近的河流或海洋的水加压，如果涡轮机离岸布置但布置在水面上，则第二流体和第一流体不同。

虽然涡轮机和泵可以离岸布置或布置在岸上，但优选的是涡轮机和流体泵都离岸布置。流体泵布置在水下还是布置在水面上取决于对于流的使用。同样也适用于第二流体。流体是否相同取决于应用。

如上所述，涡轮机用于驱动流体泵。泵的驱动能够布置为机械驱动或电驱动。在机械驱动的情况中，涡轮机的旋转运动机械地传输到流体泵，例如使用将涡轮机与流体泵连接的传动装置。然而，也可以使用电力驱动流体泵。在此情况中，涡轮机的旋转运动用于发电，而电力驱动流体泵。流体泵是电驱动还是机械驱动取决于应用。

用于利用加压的第二流体的能量的装置通常是岸上装置，其中加压的流体流动驱动水力装置。

存在许多方式和方法分别用于利用加压的第二流体的能量。然而，优选的是用于利用加压的流体的能量产生动力的装置是用于产生电力的装置。在此情况中，加压的第二流体驱动发电机。

在替代实施例中，用于利用加压的第二流体的能量产生动力的装置是脱盐装置。在此情况中，由所述至少一个泵加压的流体是水。

在一些情况中，可能希望将使用第二流体来产生电力的可能性或在脱盐装置内使用第二流体的可能性相组合。因此，在本发明的一个优选实施例中，系统包括两个利用加压的第二流体的能量产生动力的装置，即用于产生电力的装置和脱盐装置，两个装置都连接到传输管线，其中引导通过装置的加压流体的量能够单独地调节。

脱盐装置使用加压水来产生无盐的饮用水。在脱盐期间，相关的装置产生低压无盐水的处理流。此外，脱盐装置产生压力相对高的盐水流。为利用高压盐水流的剩余能量，脱盐装置布置在产生电力的装置的上游，使得加压的盐水流或脱盐装置的流能够用管道输送到用于产生电力的装置。