AT507229A2 - Verfahren zur herstellung von gasenergie (h und o) aus meereswindenergie als erneuerbare energie - Google Patents
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Description
H.W.Knotek,D.M.Knotek, 6.Sept.2008, Seite 1
An das Österreichische Patentamt Dresdner Str 87 1200 Wien
Antrag auf Zuerkennung des Patentschutzes für die Verfahrensidee zur
Herstellung der Energieträger Wasserstoff(H) und Sauerstoff(0) aus See-bzw. Meereswindenergie (Erneuerbare Energie) über Umwandlungsschritte von Energieformen zum Einsatz in technischen Vorrichtungen wie Brennstoffzellen,Gasturbine·! Verbrennungsmotoren, Raketenmotoren, Heizungen usw. für die Herren
Helmut Wilhelm Knotek und David Martin Knotek
Die dazu notwendigen Umwandlungsschritte sind: 1. Kraft des Windes übertragen auf Segel eines Segelschiffes, um das Schiff gegen den Widerstand des Meereswassers voran zu treiben; 2. Widerstandskraft des Meereswassers gegen die Vortriebskraft übertragen auf Schaufeln einer am Schiff befestigten Wasserturbine; 3. Kraft der Turbine übertragen auf einen daran gekoppelten Elektrogenerator zur Erzeugung von Gleichstrom; 4. Kraft des erzeugten Stromes übertragen auf eine Gruppe von Elektrolysevorrichtungen zur Zerlegung von Wasser in die Gase Wasserstoff(H) und Sauerstoff(0), die an Bord des Schiffes in transportable Behältnisse hoch verdichtet werden, die sodann zun Energieeinsatzort verbracht werden. • ♦ · ·· ·· · ·· * • · · · ♦ ♦ · · · · · • · · · ··· ·· · ·♦♦· • # ♦ # · t · ♦ ·· ♦· ·♦ ·· ··· · H.W.Knotek, D.M.Knotek, 6.Sept.2008, Seite 2
Im Einzelnen zu 1.. ( Windenergie uniformen in Vortriebsenergie )
Windenergie, eine erneuerbare, nachhaltige Form der Sonnenenergie, ist die bewegte, meist Temperatur geschichtete Atmosphäre,die im allgemeinen auf größerem Raum eine nicht immer gleichmäßige, zeitlich eingeschränkt gerichtete Luftströmung darstellt.
Mit der größtmöglichen Segelfläche auf einem Schiff soll die Windenergie für den Vortrieb des Schiffes genutzt werden, daher soll das Schiff in bekannt windigen Gegenden der Weltmeere segeln, um möglichst viel Windenergie auf die Segel zu bekommen, um mit größtmöglicher Geschwindigkeit zu segeln.
Das Schiff soll ein Doppelrümpfschiff, ein Katamaran, sein, um dadurch erstens viele Segel und zweitens sowohl seitwärts an beiden Schiffsrümpfen und als auch zwischen diesen Wasserturbinen in genügend großer Anzahl zu führen.Es ist zubeachten, dass die neueste Takelagetechnologie verwendet wird. Es sind dies jedenfalls Glasfibermaste sowie weitgehend automatisierte Segelsetzung.( Eine solche Großsegeljacht segelt derzeit und soll Beachtung finden.) Das Doppelrümpfschiff(Katamaran) soll 4 bis 7 Masten je Rumpf haben. Um Windflauten schnell zu meistern,soll das Schiff auch zuschaltbaren Schraubenantrieb und ständige Geosatellitenverbindung haben.
Um die direkte Sonnenenergie auf dem Schiff zu nutzen, sollen die Segel fotovoltaisch zusätzlichen Gleichstrom liefern; Warmwasser für das Schiff soll über an geeigneten Orten angebrachte Solarzellen bereitet werden Fremdenergiesparen.
Zu 2.(Vortriebseneroie des Schiffes umwandeln in Drehenergie)
Der Vorgang des durch Windenergie vorgetriebenen Schiffes im stehenden Wasser ist der analog umgekehrte eines im strömenden Flusswasser fest verankerten Schiffes oder Wasserturbine im Flusskraftwerk. Im letzten Fall erzwingt der Flusswasserdurchsatz (kinetische Energie des Wassers) durch z.B eine Kaplanturbine eine Drehbewegung, die über einen Elektrogenerator elektrische Energie erzeugt.
Das Katamaran-Schiff soll durch das System der Segel seinen Vortrieb im Meereswasser erhalten. Wasserturbinen sollen sowohl zwischen den Schiffsrümpfen als auch an den Außenseiten des Zweirumpfers, relativ starr befestigt (zur Reparatur ausschwenkbar), vorgesehen sein. • ·· ·· · · · • ·· · · · · ··· • · · · # · H.W.Knotek, D.M.Knotek, 6.Sept.2008 Seite 3
Mehrere Turbinen sollen so hinter- und übereinander angeornet sein, dass immer genügend vorbeiströmendes Meereswasser vorhanden ist,(dass keine Meeresströmung abreißt). Ziel soll sein, eine möglichst gleichmäßige Wasserströmung, einen möglichst gleichmäßigen Wasserdurchsatz (kinetische Wasserenergie) durch die Wasserturbinen zu erreichen.
Der erste Turbinen-Generator-Satz (TGS) in Fahrtrichtung des Schiffes soll sich zum zweiten TGS und dieser zum dritten TGS usw. in der Höhenlage und Distanz zum jeweiligen nächsten TGS so unterscheiden,dass das Wasser, das auf die jeweils folgende Turbine strömt, nicht verwirbelt wird. Das soll dadurch erreicht werden, dass nahezu jeder TGS eine eigene Arbeitsebene - in Bezug auf das Meereniveau - erhält.
Die Befestigungsstränge zwischen TGS und Schiffskörper sollen im Querschnitt strömungsgünstig sein, das gleiche gilt für Versorgungsleitungen. Diese Befestigungsstränge sollen es gestatten, jederzeit, ohne Betriesunterbrechung anderer, einen TGS aus dem Wasser zu hieven , um ihn zu reparieren oder zu ersetzen. Entsprechende Arbeitskräne sind Ausstattungserfordernisse des Schiffes.
Zu 3.(Mechanische Drehenergie umformen zu elektr. Energie)
Schnelllaufende Propeller sind zum Vortrieb geeignet, jedoch als Energieabtrieb im verhältnismäßig langsam fließenden, in großer Menge vorhandenen Wasser uneffizient. Es haben sich für solche Verhätnisse langsam laufende Turbinenräder mit Leiträdern vom Typ Kaplanturbine etabliert.
Daher sollen Wasserturbinen am Schiff denen von Flusslaufkraftwerken ähnlich sein. Beide Wässer, strömendes Flußwasser wie gegen die bewegte Turbine drückendes Meereswasser, haben ähnlich schnelles Turbineneinlaufwasser, und ähnlich groß sind die Durchflußmengen.
Einzig Roll-oder Schlingerbewegungen des Katamaranschiffes können, anders als bei Flussstaustufen, durch die Trägheitskräfte der drehenden Massen des Turbinen-Generator-Satzes (TGS) ein Problem für die Lager des TGS sein. Auch für deren Aufhängungen und Befestigungen am Schiffskörper. Die Beherrschung solcher Fragestellungen soll durch Dimensionierung und konstruktive Maßnahmen (mögliche Kardangelenke, Stoßdämpferfederung usw) herbeigeführt werden. II·· • ·· ·· ·· t ·· · # ·· ·· · · · ·# • · · · ··♦ ♦·· · ·· • · · · ♦ ♦ · H.W.Knotek, D.M.Knotek, 6.Sept.2008 Seite 4
Die mit den Wasserturbinen gekoppelten Elektrogeneratoren (TGS) am Schiff sollen den relativ langsam laufenden Wasser-turbinen-Generatoren-Satz von Flusslaufkraftwerken entsprechen, deren beider Wirkungsgrad bekannt ist.
Die Verbindung von schwingungsgedämpfter Turbine zum ebenfalls schwigungsgedämpften Generator wird neben einer Kupplung auch aus einem Kardangelenk bestehen müssen, um der Schiffsdynamik durch Seegang zu entsprechen.
Schlingernde Dynamik infolge Seegang ist bei allen Ausrüstungen für die Enerieumformung „Wind zu Gasen" zu beachten.
Zu 4. (Elektrische Energie umformen in ehern. Energie)
Der durch Gleichstromgeneratoren erzeugte Strom (elektrische Energie) soll aus Wasser (Elektrolyt ist aufbereitetes Meereswasser) in vielen Gruppen von Elektrolysevorrichtungen Wasserstoff(H) und Sauerstoff(0) erzeugen.
Anders als am Festland ist für die Elektrolysefabrikation wieder die Schlingerbewegung des Schiffes in bewegter See in Betracht zu ziehen und z.B. mit Federung und Schwingungs-dämpfung für eine Stabilisierung der Produktion zu sorgen.
Hochverdichtet oder verflüssigt sollen die erzeugten Gase Wasserstoff(H) und Sauerstoff(0) sofort auf See werden.
Die Gasbehälter (kontainerähnlich) für H und 0, sollen so beschaffen sein, dass sie sowohl im Schiff befüllt als auch gelagert werden können.
Die Gase H und 0 sollen so getrennt gelagert werden, dass sie in je einen Rumpf des Katamarans kommen. Die Verladung dieser Behältnisse soll, auch auf hoher See, schnell durchgeführt werden können.
Die Sicherheit dieser Gasbehälter soll bis zur Entleerung am Energieeinsatzort z.B.Gaskraftwe rk,G roßraumflugzeuge,Gastankstellen, Einspeisung in eine Gaspipeline gewährleistet sein.
Das Gasumtanken soll vermieden werden durch Verwendung eines Großbehälters ab Schiff bis hin zum Verteiler (Tankstelle ect.) oder Großverbraucher (Gaskraftwerk). ·· ·· -1 • ·· ·2 :: • · · · ··· • · · * ..· ä ·· ·· ·· ··· • · ···· e· Η.W.Knotek, D,M.Knotek, 6.Sept.2088 Seite 5
Die Verwendung dieser Gase zur Energieerzeugung (Gaskraftwerk, Flugzeuge, Autos, Wohnwärme) sollte nur so erfolgen,dass nicht Luft (circa 78 Vol.-% Stickstoff und nur ca 21 Vol.-% Sauerstoff) zur Bindung mit Wasserstoff verwendet wird, sondern nur der bei der Elektrolyse miterzeugte Sauerstoff.
Nur diese Vorgangsweise garantiert eine ΙΘΘ-% tige umweit-und klimaschonende Energieerzeugung aus Gasen(z.B. die Brennstoffzelle als Quasiumkehrung der Elektrolyse). Im anderen Fall droht eine Stickstoff-Sauerstoff-Verseuchung (sogenannte Stickoxide).
Die nachhaltige Herstellung der chemischen Bindungsenergie in den Gasen H und 0 aus Wasser durch Windenergie ist von uns nun dargestellt.
Helmut Wilhelm Knotek, geb. 17.3.1948, 7432 Oberschützen Herrengasse 7 1 ~r * - *'
David Martin Knotek,geb. 11.12.1971, 1828 Wien, Vorgartenstraße 129-143/1/18
Oberschützen/Wien am Freitag 6.September 2088
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