BE1021091B1

BE1021091B1 - Inrichting voor het opwekken van hydro-elektrische energie

Info

Publication number: BE1021091B1
Application number: BE2012/0683A
Authority: BE
Original assignee: VAN ROMPAY BOUDEWIJN GABRIëL; VAN ROMPAY, Boudewijn Gabriël
Priority date: 2012-10-11
Filing date: 2012-10-11
Publication date: 2015-11-27
Also published as: EP2906816A2; EP2906816B1; WO2014057326A3; CA2925233A1; WO2014057326A2; US9534579B2; CA2925233C; US20150252776A1

Abstract

Inrichting voor het opwekken van hydro-elektrische energie gebruik makend van de stroming van een rivier (11) , estuarium of dergelijke, welke inrichting een schoepenrad (2) bevat dat in twee richtingen vrij verdraaibaar is rond een as X-X' , en minstens één elektrische generatorgroep (4) bevat waarvan de aandrijfas (8a) gekoppeld is aan de as (3) van het schoepenrad, waarbij de inrichting (1) verder voorzien is van middelen om het schoepenrad (2) ter plaatse te houden tegen de stroming in, daardoor gekenmerkt dat het schoepenrad (2) zelfdrijvend is.

Description

Inrichting voor het opwekken van hydro-elektrische energie.

De huidige uitvinding heeft betrekking op een inrichting voor het opwekken van hydro-elektrische energie.

Meer speciaal is de uitvinding bedoeld voor het opwekken van hydro-elektrische energie gebruik makend van de stroming van een rivier, estuarium of dergelijke.

Men kent reeds inrichtingen voor opwekken van stroom gebruik makend van zonne- of windenergie.

Een nadeel van dergelijke inrichtingen is dat de stroomproductie sterk afhankelijk is van de weersomstandigheden: 's nachts of bij bewolking kan er weinig tot geen zonne-energie worden opgewekt en bij afwezigheid van wind of bij stormweer kan er geen windenergie opgewekt worden.

Een nadeel hiervan is dat de energievoorziening niet continu kan gegarandeerd worden waardoor de opslag van energie noodzakelijk is om de energievoorziening te garanderen op momenten wanneer er geen stroomproductie mogelijk is.

In het geval van windturbines is een bijkomend nadeel dat deze kunnen zorgen voor een geluidsoverlast en dat zij het zicht op de omgeving sterk verstoren.

Het plaatsen van zogenaamde offshore windmolenparken vergt daarenboven hoge investeringen voor plaatsing en onderhoud. Bovendien is ook de transmissie van de geproduceerde energie naar het land kostelijk wegens de omvangrijke kabels die nodig zijn voor het transport van de opgewekte energie over grote afstanden onder water.

Alternatief zijn ook inrichtingen bekend die gebruik maken van de stroming van het water voor het opwekken van energie. Een praktisch voorbeeld van zulke inrichting is een waterkrachtcentrale.

Zulke waterkrachtcentrale vereist het aanleggen van stuwmeren in rivieren met behulp van één of meerdere dammen.

De locatie van deze stuwmeren moet zorgvuldig uitgekozen worden, en niet alle rivieren zijn hiervoor geschikt.

Deze stuwmeren kunnen bovendien nadelige gevolgen hebben voor de natuur, omdat de natuurlijke habitat van waterdieren en planten verstoord wordt.

Deze stuwmeren houden een groot verlies aan landoppervlakte in waardoor vaak hele dorpen of steden verhuisd moeten worden en deze stuwmeren kunnen mogelijk een gevaar betekenen bij het falen van de dammen.

Bovendien zijn de waterkrachtcentrale en de dammen grote en complexe constructies, waardoor de opbouw van dergelijke installaties een dure, lange en gecompliceerde aangelegenheid is.

Bijkomend vormt zulke waterkrachtcentrale een belemmering van het waterverkeer.

De turbines die gebruikt worden bevinden zich bovendien deels onder water, wat ertoe lijdt dat de turbines en de daarop aangesloten generatoren zorgvuldig moeten afgedicht worden wat het onderhoud of de herstellingen compliceert.

De huidige uitvinding heeft tot doel aan één of meer van de voornoemde en andere nadelen een oplossing te bieden.

Hiertoe betreft de uitvinding een inrichting voor het opwekken van hydro-elektrische energie gebruik makend van de stroming van een rivier, estuarium of dergelijke, waarbij de inrichting een schoepenrad bevat dat in twee richtingen vrij verdraaibaar is rond een as, en minstens één elektrische generatorgroep bevat waarvan de aandrijfas gekoppeld is aan de as van het schoepenrad, waarbij de inrichting verder voorzien is van middelen om het schoepenrad ter plaatse te houden tegen de stroming in en waarbij het schoepenrad zelfdrijvend is.

Een voordeel van zulke inrichting volgens de uitvinding is dat ze minder ingrijpend is op het milieu doordat ze minder omvangrijk is dan de bekende windmolens en ook geen aanpassing van de omgeving vergt zoals dit het geval is bij waterkrachtcentrales waarvoor een stuwmeer noodzakelijk is.

Doordat de inrichting compact is, gaat zulke inrichting de schepen die op de rivier varen niet of niet noemenswaardig hinderen, aangezien zulke inrichting bij voorkeur langs de oever kan worden opgesteld.

Een voordeel van het zelfdrijvend zijn van het schoepenrad is dat minstens een deel van zijn eigen gewicht wordt opgeheven door de opwaartse kracht van het water waardoor de belasting op de lagers waarin in de as van het schoepenrad is gelagerd wordt verminderd tot zelfs volledig opgeheven. Dit draagt bij tot een vermindering van verliezen in de lagers waardoor meer hydraulische energie ter beschikking is voor de aandrijving van de generatorgroep- of groepen, wat resulteert in een groter elektrisch vermogen dat door de generatorgroep of -groepen wordt opgewekt.

Een ander voordeel van het zelfdrijvend zijn, is dat het schoepenrad geen of nauwelijks schade zal aanrichten aan het marine milieu.

Nog een voordeel is dat de inrichting opgesteld kan worden dicht tegen een oever of het vaste land waardoor de transmissie van de geproduceerde energie naar het elektriciteitsnet veel goedkoper en efficiënter is omdat men dichter bij het elektriciteitsnet zit waardoor er minder omvangrijke kabels onder water nodig zijn om een verbinding te maken met een dichtstbijzijnde centrale op het vaste land. Bovendien zal er minder verlies optreden in de kabels, waardoor het rendement hoger ligt.

Volgens een voorkeurdragende uitvoeringsvorm is het schoepenrad voorzien van een aantal radiaal gerichte schoepen, waarvan er voortdurend minstens één tijdens gebruik gedeeltelijk in het water steekt. Op deze manier kan het schoepenrad in beweging gebracht worden door het water, zonder dat het noodzakelijk is ook de as van het schoepenrad onder water te plaatsen. Dit biedt het voordeel dat de inrichting zeer eenvoudig is wat de constructie ervan goedkoop maakt. Inderdaad, buiten de schoepen van het schoepenrad zijn er geen andere bewegende delen die onder water zitten, waardoor er dus ook geen extra aandacht nodig is voor afdichtingen en andere maatregelen ter voorkoming van de schadelijke gevolgen van het water. Bijkomend is ook het onderhoud dien ten gevolge vrij eenvoudig uit te voeren aangezien er weinig bewegende delen zijn en het grootste gedeelte van de inrichting zich bovendien boven water bevindt waardoor het gemakkelijk bereikbaar is zonder extra voorzieningen.

Zulke inrichting kan bovendien aan land worden gemonteerd en dan in zijn geheel naar een geschikte plaats in de rivier worden gebracht.

Bij voorkeur zijn de schoepen vlakke bladen. Door het feit dat deze vlakken bladen radiaal zijn gericht en evenwijdig met de as van het schoepenrad kunnen deze bladen de volledige kracht van het water opvangen doordat ze dwars op de stroming staan.

Bijkomend kunnen de schoepen door middel van een scharniermechanisme aan hun basis roteerbaar zijn ten opzichte van de as en is een instelmechanisme voorzien dat toelaat de rotatiehoek van de schoepen ten opzichte van de radiale richting in een bepaalde geroteerde positie te blokkeren.

Afhankelijk van de draairichting van het schoepenrad zijn de schoepen in de ene richting dan wel in de andere richting geklapt waardoor ze de kracht van de stroming beter kunnen overbrengen.

Bovendien kunnen de schoepen zijn samengesteld uit 2 of meer segmenten die door middel van een scharniermechanisme ten opzichte van mekaar roteerbaar zijn rond een meetkundige as evenwijdig met de as van het schoepenrad en dat een instelmechanisme is voorzien om de hoek tussen de segmenten in een opgegeven positie te kunnen blokkeren.

Een voordeel hiervan is dat de geometrie optimaal kan ingesteld worden in functie van de snelheid van de stroming.

Volgens een voorkeursdragend kenmerk zijn de generatorgroep of -groepen aangebracht op een drijvende structuur, waarbij het drijvend vermogen van het schoepenrad en het drijvend vermogen van de draagstructuur zodanig zijn dat, wanneer het schoepenrad en de draagstructuur met de generatorgroep of -groepen afzonderlijk vrij op het water drijven, de hoogte van de as van het schoepenrad overeenstemt met de hoogte van de aandrijfassen van de generatorgroep of -groepen.

Een voordeel hiervan is dat het gewicht van het schoepenrad volledig wordt opgeheven door de opwaartse kracht waardoor de koppeling tussen het schoepenrad en de aandrijfas van de generatorgroep en de lagers van deze aandrijfassen in verticale richting volledig onbelast zijn. Hierdoor is er minder energieverlies te wijten aan wrijvingen en blijft er dus meer nuttige elektrische energie ter beschikking voor omzetting in elektrische stroom. Bovendien is de inrichting aan minder krachten onderworpen waardoor de inrichting lichter kan gebouwd worden.

Volgens nog een voorkeurdragend kenmerk zijn de generatorgroep of -groepen gelijkstroomgeneratorgroep of -groepen waarvan de stroomvoorziening gekoppeld is aan een omvormer die de gelijkstroom omzet in wisselstroom die geschikt is om in het openbare elektriciteitsnet gepompt te worden. Zulke omvormer kan op een beschutte plaats aan wal worden voorzien en aangesloten worden aan of deel uitmaken van een hoogspanningscabine.

Bij voorkeur zijn de generatorgroep of -groepen aan weerszijden van het schoepenrad voorzien waarbij de aandrijfas van minstens één generatorgroep in een eerste draairichting meedraait met de as van het schoepenrad en in de andere tweede draairichting vrij verdraaibaar is en de aandrijfas van minstens één generatorgroep die in de eerste draairichting vrij verdraaibaar is en in de tweede draairichting meedraait met de as van het schoepenrad.

Een voordeel hiervan is dat er steeds elektrische energie kan geproduceerd worden aangezien zowel bij een stroming in de stroomopwaartse richting als in de stroomafwaartse richting er steeds minstens één generator zal worden aangedreven door het schoepenrad.

Alternatief kan generatorgroep een transmissie bevatten tussen de generator en de as van het schoepenrad en bevat de transmissie een mechanisme om de draairichting van de as van de generator om te draaien ten opzichte van het schoepenrad om ervoor te zorgen dat de generator steeds in dezelfde draairichting wordt aangedreven ongeacht de draairichting van het schoepenrad.

Dit heeft als voordeel dat elke generatorgroep steeds stroom zal kunnen produceren, ongeacht de stroomzin van de rivier.

Enkel bij het omkeren van de stroming door de getijdenwerking kan er gedurende een korte periode een stroomonderbreking plaatsvinden omdat, zoals bekend, de stroming dan lokaal kan wegvallen bij de overgang tussen eb en vloed. Dit euvel kan echter opgevangen worden door meerdere gelijkaardige inrichtingen te combineren verspreid over een afstand van de rivier zodat er minstens steeds één inrichting een stroming ondervindt van de rivier. Het is namelijk geweten de omkering van de stroming lokaal is en dat de plaats waar deze omkering plaatsvindt zich verplaatst langsheen de rivier.

Om het schoepenrad ter plaatse te houden zijn er twee voorkeursdragende uitvoeringsvormen.

Bij een eerste uitvoeringsvorm worden de middelen om het schoepenrad ter plaatse te houden gevormd door twee palen die een geleiding vormen voor een op en neer gaande beweging van de draagstructuur.

Een voordeel hiervan is dat zulke palen vrij eenvoudig te verankeren zijn in de rivierbodem en dat de draagstructuur op relatief eenvoudige manier te geleiden is langs de paal om ervoor te zorgen dat het schoepenrad vrij kan bewegen in verticale richting om zo de hoogte van de getijdenrivier te kunnen volgen.

Bij een tweede uitvoeringsvorm worden de middelen om het schoepenrad ter plaatse te houden gevormd door minstens één of meerdere ankerkettingen die aan de draagstructuur zijn vastgemaakt.

Bij voorkeur kunnen meerdere schoepenraderen samenwerken met de draagstructuur, welke schoepenraderen met hun assen evenwijdig aan elkaar en ten opzichte van de stromingsrichting achter elkaar zijn geplaatst.

Volgens een voorkeurdragend kenmerk zijn de delen van de inrichting die onder water geplaatst zijn of met water in contact komen behandeld met een niet toxische verflaag op basis van een oppervlaktebehandelde composiet coating, zoals bijvoorbeeld een coating zoals beschreven in [referentie naar boek].

Door de onderhoudsvriendelijke eigenschappen van voornoemde verflaag, zal de aangroei gemakkelijk verwijderd kunnen worden, bijvoorbeeld volgens de werkwijzen in het octrooi BE 1013187 en in de octrooiaanvraag BE 2010/0423 van de huidige octrooiaanvrager. Dit zal ervoor zorgen dat het onderhoud van de inrichting snel zal kunnen gebeuren, te meer dat het grootste gedeelte van de schoepen en het schoepenrad zich boven water bevinden.

Bovendien is milieuvervuiling uitgesloten door het niet toxische karakter van de verflaag.

Verder bezit de verflaag ook sterk corrosiewerende eigenschappen, waardoor bijvoorbeeld de schoepen die behandeld zijn met deze verf minder zullen slijten door roest. Hierdoor kunnen de schoepen minder dik gemaakt worden, waardoor de inrichting lichter wordt.

Met het inzicht de kenmerken van de uitvinding beter aan te tonen, zijn hierna, als voorbeeld zonder enig beperkend karakter, enkele voorkeurdragende uitvoeringsvormen beschreven van de uitvinding, met verwijzing naar de bijgaande tekeningen, waarin :

Figuur 1 schematisch een voorkeurdragende uitvoering van een inrichting volgens de uitvinding voor het opwekken van hydro-elektrische energie weergeeft waarbij de inrichting is aangebracht in een getijdenrivier; figuur 2 een bovenaanzicht weergeeft van de inrichting van figuur 1; figuur 3 een doorsnede weergeeft volgens lijn III-III in figuur 2; figuur 4 een bovenaanzicht weergeeft van een rivier waarin een combinatie van inrichtingen volgens figuur 1 is aangebracht ;

Figuur 5 een doorsnede weergeeft volgens lijn III-III in figuur 2 volgens een alternatieve uitvoeringsvorm; figuur 6 schematisch een variant weergeeft van de inrichting volgens de uitvinding; figuur 7 schematisch een andere variant weergeeft van de inrichting volgens de uitvinding; figuur 8 schematisch een doorsnede weergeeft volgens lijn VIII-VIII in figuur 6.

De in figuren 1 tot 3 weergegeven inrichting 1 bestaat hoofdzakelijk uit een zelfdrijvend schoepenrad 2 dat in twee richtingen vrij verdraaibaar is rond een as X-X' en dat voorzien is van een as 3 die aan beide uiteinden aan een generatorgroep 4 is gekoppeld, welke generatorgroep 4 is geplaatst op een drijvende structuur 5.

De generatorgroep 4 bestaat uit een transmissie 6 met een daarmee verbonden generator 7. De transmissie 6 is voorzien van een ingaande aandrijfas 8a die gekoppeld is aan de as 3 van het schoepenrad 2 en van een uitgaande as 8b die gekoppeld is aan de as van de generator 7.

De drijvende draagstructuur 5 is in verticale richting vrij beweegbaar in de hoogte en is hiertoe geleid rond een paal 9 die in de bodem 10 van de rivier 11 is verankerd.

Het schoepenrad 2 is in dit geval drijvend doordat de as 3 van het schoepenrad 2 cilindrisch is uitgevoerd met een holte 12 die gevuld is met een drijvend materiaal 13 zoals getoond in figuur 3 of die alternatief kan zijn uitgevoerd als een gesloten cilinder die gevuld is met lucht of met een ander gas.

Het schoepenrad 2 is in het weergegeven voorbeeld van de figuren 1 tot 3 voorzien van radiaal gerichte vlakke schoepen 14 die zich in de lengterichting evenwijdig uitstrekken met de as 3 van het schoepenrad 2. Het schoepenrad 2 is zodanig ontworpen dat het drijvend vermogen van het schoepenrad 2 voldoende is om de as 3 van het schoepenrad 2 boven water te houden en ervoor te zorgen dat voortdurend minstens één van de voornoemde schoepen 14 in het water steekt.

Bij voorkeur is de drijvende kracht van het schoepenrad 2 zodanig berekend dat, wanneer het schoepenrad 2 zelfstandig op het water drijft, haar as 3 op gelijke of ongeveer gelijke hoogte komt met de aandrijfas 8a van de één of meer generatorgroepen 4 wanneer de draagstructuur 5 met de daarop aanwezige generatorgroepen 4 en mogelijks andere infrastructuur zelfstandig op het water drijft. Hierdoor wordt ervoor gezorgd dat de as 3 van het schoepenrad 2 aan de aandrijfas 8a kan gekoppeld worden zonder dat daarbij verticale krachten moeten worden uitgeoefend en dat de generatorgroep 4 het gewicht van het schoepenrad 2 niet moet dragen.

Volgens een aspect van de uitvinding bevat de transmissie 6 een mechanisme om de draairichting van de as 8b van de generator 7 om te draaien ten opzichte van het schoepenrad 2 om ervoor te zorgen dat de generator 7 steeds in dezelfde draairichting wordt aangedreven ongeacht de draairichting van het schoepenrad 2.

In voorkomend geval is dit mechanisme uitgevoerd als een vrijwiel 16 dat een vrije verdraaiing toelaat van de as 8a van de generatorgroep 4 ten opzichte van de as 3 van het schoepenrad 2 in één richting en een draaivaste koppeling vormt tussen de generatorgroep 4 en het schoepenrad 2 in de andere draairichting.

De generatorgroep 4 is bij voorkeur een gelijkstroom generatorgroep die door middel van een elektrische kabel 17 verbonden is met een omvormer 18 op de kade die de geleverde gelijkstroom omzet in wisselstroom die via een kabel 19 kan geleverd worden aan het elektriciteitsnet 20.

De werking van de inrichting 1 volgens de uitvinding is zeer eenvoudig en als volgt.

Wanneer de inrichting 1 is aangebracht in een rivier 11 zoals weergegeven in figuur 1, zal de stroming het schoepenrad 2 laten draaien.

Het is bekend dat getijdenrivieren gedurende bepaalde periodes afvloeien naar zee en gedurende andere periodes in de omgekeerde richting stromen weg van de zee. Dit betekent dat het schoepenrad 2 gedurende bepaalde periodes in één draairichting rond de as X-X' zal worden aangedreven en in andere periodes in de omgekeerde draairichting.

In het geval van de figuren 1 tot 4 stroomt het water in de richting van pijl 21 waardoor het schoepenrad 2 wordt aangedreven in de draairichting van pijl 22. In dit geval zal door de werking van het vrijwiel 16 de generatorgroep 4 links in de figuur 1 worden aangedreven door het schoepenrad 2, terwijl de generatorgroep 4 rechts in de figuur 1 niet zal worden aangedreven. In dit geval zal dus de linkse generatorgroep 4 stroom opwekken die na omzetting in de omvormer 18 aan het elektriciteitsnet 19 wordt geleverd.

De transmissie 6 is zodanig ontworpen dat het toerental van het schoepenrad 2 met een bepaalde transmissieverhouding aan de generator 7 wordt overgedragen om de generator 7 aan een geschikt en bij voorkeur constant toerental aan te drijven voor het opwekken van elektrische stroom.

Wanneer het tij omkeert zal de stromingsrichting omkeren in een richting tegengesteld aan deze van de pijl 21 waardoor het schoepenrad 2 ook in de tegengestelde draairichting van de pijl 22 zal worden aangedreven. In dit geval zal het de rechtse generatorgroep 4 zijn die door het schoepenrad 2 wordt aangedreven en zal de linkse generatorgroep 4 door de werking van het vrijwiel 16 vrij kunnen draaien ten opzichte van het schoepenrad 2 en daardoor niet worden aangedreven. De stroom zal in dit geval dus worden opgewekt door de rechtse generatorgroep 4 terwijl de linkse generatorgroep 4 geen stroom zal opwekken.

Het is dus duidelijk dat, wat ook de richting 21 moge zijn van de stroming, er steeds stroom geleverd wordt door één van beide generatorgroepen 4 waardoor op een continue manier stroom aan het elektriciteitsnet 20 wordt geleverd.

Het is ook bekend dat het waterpeil van een rivier op en neer beweegt, waarbij de inrichting 1 deze bewegingen kan volgen dankzij het drijvend zijn van het schoepenrad en de drijvende structuren 5 langs de palen 9 die ervoor zorgen dat de inrichting 1 ter plaatse wordt vastgehouden om te beletten dat ze met de stroming zou meegenomen worden.

Bij voorkeur wordt een reeks van voornoemde inrichtingen 1 volgens de uitvinding verspreid over een afstand van de rivier 11, zoals weergegeven in figuur 4.

Bij de wisseling van het getij zal er steeds een zone 23 zijn zoals weergegeven in figuur 4 waarbinnen de stroming wegvalt zodat de inrichting 1 die zich in deze zone bevindt tijdelijk, gedurende bijvoorbeeld een twintigtal minuten, buiten gebruik is.

Het is echter geweten dat deze zone 23 plaatselijk is en zich verplaatst langsheen de rivier 11 zodat in het geval van figuur 4 er steeds inrichtingen 1 zullen zijn die zich buiten de zone 23 van stilstaand water bevinden en bijgevolg door de stroming worden aangedreven, althans voor zover de afstand tussen de inrichtingen 1 voldoende groot wordt gekozen.

Zodoende zorgt men voor een continue stroomvoorziening aangezien steeds enkele inrichtingen 1 in werking zijn terwijl slechts een beperkt aantal tijdelijk buiten werking zal zijn wanneer deze zich in een zone 23 bevinden.

Bij voorkeur zijn de delen van de palen 9 die onder water zitten en de schoepen van het schoepenrad 2 behandeld met een niet toxische verflaag op basis van een oppervlaktebehandelde composiet coating zodat het onderhoud van de delen onder water vrij beperkt is en snel kan gebeuren en de levensduur van de inrichting drastisch kan vergroot worden.

In figuur 5 is een alternatieve uitvoeringsvorm weergegeven van het schoepenrad 2 van een inrichting 1 volgens de uitvinding waarbij in dit geval de schoepen 14 niet vlak zijn maar waarbij de schoepen 14 roteerbaar zijn aan hun basis door middel van een scharniermechanisme 15a waarmee de schoepen 14 op de as 3 van het schoepenrad 2 zijn bevestigd. Verder is een instelmechanisme voorzien dat niet in de figuren is weergegeven en dat toelaat de rotatiehoek A van de schoepen 14 ten opzichte van de radiale richting Y-Y' in een bepaalde geroteerde positie te blokkeren.

Bijkomend, doch niet noodzakelijk, zijn in deze alternatieve uitvoeringsvorm van figuur 5 de schoepen 14 gesegmenteerd met in dit geval twee segmenten 14a, 14b die door middel van een scharniermechanisme 15b ten opzichte van mekaar roteerbaar zijn rond een meetkundige as evenwijdig met de as 3 van het schoepenrad 2. Een niet in de figuur weergegeven instelmechanisme is voorzien om de hoek B tussen de segmenten 14a, 14b in een opgegeven positie te kunnen blokkeren.

Op deze manier kan de stand van de schoepen 14 en de geometrie van de schoepen 14 aangepast worden aan de gegeven omstandigheden van de locale stroming om aldus het rendement van de inrichting 1 te kunnen optimaliseren. Het is duidelijk dat ook meer dan twee segmenten mogelijk zijn.

Figuur 6 geeft een andere voorkeurdragende uitvoeringsvorm weer van de uitvinding met meerdere schoepenraderen 2, welke elk bestaan uit een centrale drijvende cilinder met een veelheid aan radiaal gerichte schoepen, met twee generatorgroepen 4 die aan weerszijde van elk schoepenrad 2 geplaatst zijn op een drijvende draags truc tuur 5 en verbonden zijn met de as 3 van een schoepenrad 2 via een vrijwiel 15, waarbij de drijvende draags truc tuur 5 door middel van minstens één in dit geval door twee ankerkettingen 24 ter plaatste wordt vastgehouden ten opzicht van de rivierbodem 10.

De verschillende schoepenraderen 2 zijn met hun assen 3 evenwijdig aan elkaar en ten opzichte van de stromingsrichting achter elkaar geplaatst.

De werking van deze uitvoeringsvorm is analoog als aan de uitvoeringsvorm uit figuur 1 hierboven beschreven. Door de lengte van de ankerkettingen 24 op zodanige wijze te kiezen zal de drijvende draagstructuur 5 mee bewegen met het stijgen en dalen van het waterniveau van de getijdenrivier 11.

Door deze uitvoeringsvorm kunnen per inrichting 1 meerdere generatorgroepen 4 tegelijkertijd elektrische energie opwekken, wat het totale vermogen per inrichting zal verhogen.

Ook in deze uitvoeringsvorm kunnen meerdere van deze inrichtingen 1 achter elkaar geplaatst worden in een getijdenrivier 11 om zo de gewenste hoeveelheid elektrische energie te kunnen opwekken. Ook zal de transmissie van de gegenereerde elektrische energie naar het elektriciteitsnet 19 eenvoudig en efficiënt kunnen gebeuren.

In figuur 7 is schematisch een variante uitvoeringsvorm van de inrichting 1 weergegeven, waarbij de draagstructuur 5 wordt gevormd door een schip met een naar onder toe open ruimte 25 van de romp waarin schoepenraderen 2 zijn aangebracht die gekoppeld zijn aan generatorgroepen 4 die door het schip gedragen worden. Het schip kan met behulp van één of meerdere ankerkettingen 24 worden vastgehouden ten opzicht van de rivierbodem 10. Ook hier zijn de verschillende schoepenraderen 2 met hun assen 3 evenwijdig aan elkaar en ten opzichte van de stromingsrichting achter elkaar geplaatst.

De voornoemde ruimte 25 kan langs boven zijn afgedekt, bijvoorbeeld door middel van scheepsluiken 26, zodat de schoepenraderen 2 aan het zicht van buitenstaanders onttrokken zijn en het de indruk geeft dat de inrichting 1 volgens de uitvinding een normaal schip is.

Het is duidelijk dat ook in de reeds beschreven uitvoeringsvormen de inrichting onder een koepel of andere afdekking kan zijn ondergebracht die ervoor kan zorgen dat de inrichting 1 geen storend effect heeft op de omgeving.

Het is tevens duidelijk dat het voornoemde mechanisme om de draairichting van de as 8b van de generator 7 om te draaien kan zijn uitgevoerd in andere vormen dan het reeds beschreven vrijwiel 16, waarbij bijvoorbeeld de transmissie 6 kan voorzien zijn van een omkering van de draaizin van de uitgaande as 8b ten opzichte van de ingaande as 8a, die door middel van een relaissturing kan worden omgeschakeld afhankelijk van de draairichting van het schoepenrad 2 die bepaald wordt door de stromingsrichting van de rivier 11.

Het is eveneens duidelijk dat een inrichting 1 volgens de uitvinding ook kan gebruikt worden in rivieren zonder getijdenwerking of in estuaria of dergelijke.

Het is eveneens duidelijk dat de generatorgroep 4 niet noodzakelijk een transmissie 6 moet bevatten maar dat de as 3 van van het schoepenrad 2 ook rechtstreeks of enkel door tussenkomst van een vrijwiel 16 kan gekoppeld zijn aan de as 8b van de generator 7.

In figuur 8 is een optionele uitvoeringsvorm weergegeven van een transmissie 6 die bijkomend is voorzien van een overbrenging 27 die toelaat dat de ingaande as 8a van de transmissie vrij in de hoogte beweegbaar is.

In het voorbeeld van figuur 8 wordt dit gevormd doordat de ingaande as 8a gevat zit in een verticale geleiding 2 8 van de transmissie 6 en dat deze ingaande as 8a is voorzien van een riemschijf 29 waarover een riem 30 is geleid die samenwerkt met een vaste riemschijf 31 van de transmissie en waarbij de riem onder spanning gehouden wordt door middel van een veerbekrachtigde riemspanner 32.

Op deze manier kunnen niveauverschillen tussen de as 3 van het schoepenrad 2 en de draagstructuur 5 worden opgevangen zonder dat daarbij grote verticale krachten worden ontwikkeld tussen de as 3 van het schoepenrad 2 en de ingaande as 8a van de transmissie 6 te wijten aan een verschillende beweging van het schoepenrad 2 en van de draagstructuur 5 op het water.

De huidige uitvinding is geenszins beperkt tot de als voorbeeld beschreven en in de figuren weergegeven uitvoeringsvormen, doch een inrichting voor het opwekken van hydro-elektrische energie volgens de uitvinding kan in allerlei vormen en afmetingen worden verwezenlijkt zonder buiten het kader van de uitvinding te treden.

Claims

Conclusies .

1. - Inrichting voor het opwekken van hydro-elektrische energie gebruik makend van de stroming van een rivier (11), estuarium of dergelijke, welke inrichting een schoepenrad (2) bevat dat in twee richtingen vrij verdraaibaar is rond een as X-X' , en minstens één elektrische generatorgroep (4) bevat waarvan de aandrijfas (8a) gekoppeld is aan de as (3) van het schoepenrad, waarbij de inrichting (1) verder voorzien is van middelen om het schoepenrad (2) ter plaatse te houden tegen de stroming in, daardoor gekenmerkt dat het schoepenrad (2) zelfdrijvend is.
2. - Inrichting volgens conclusie 1, daardoor gekenmerkt dat de as (3) boven het niveau van het water van de rivier (11), estuarium of dergelijke ligt.
3. - Inrichting volgens conclusie 1 of 2, daardoor gekenmerkt dat het schoepenrad (2) voorzien is van een aantal schoepen (14) waarvan er voortdurend minstens één tijdens het gebruik gedeeltelijk in het water steekt.
4. - Inrichting volgens conclusie 3, daardoor gekenmerkt dat de schoepen (14) zijn aangebracht op een cilindrisch gedeelte van de as (3) dat vervaardigd is uit een drijvend materiaal (13).
5. - Inrichting volgens conclusie 3, daardoor gekenmerkt dat de schoepen (14) zijn aangebracht op een cilindrisch gedeelte van de as (3) dat hol is uitgevoerd en dat gevuld is met een gas of een ander drijvend materiaal (13).
6. - Inrichting volgens conclusie 3, daardoor gekenmerkt dat de schoepen (14) zijn aangebracht op een gesloten hol cilindrisch gedeelte dat gevuld is met lucht.
7. - Inrichting volgens één van de voorgaande conclusies, daardoor gekenmerkt dat de schoepen (14) vlakke bladen zijn die radiaal op het rad zijn ingeplant.
8. - Inrichting volgens één van de voorgaande conclusies 1 tot 7, daardoor gekenmerkt dat de schoepen (14) door middel van een scharniermechanisme (15a) aan hun basis roteerbaar zijn ten opzichte van de as (3) en dat een ins telmechanisme is voorzien dat toelaat de rotatiehoek (A) van de schoepen (14) ten opzichte van de radiale richting in een bepaalde geroteerde positie te blokkeren.
9. - Inrichting volgens conclusie 8, daardoor gekenmerkt dat het scharniermechanisme (15a) zodanig is dat het een rotatie toelaat rond een meetkundige as die zich evenwijdig uitstrekt met de as (3) van het schoepenrad (2).
10. - Inrichting volgens conclusie 8, daardoor gekenmerkt dat de schoepen (14) zijn samengesteld uit 2 of meer segmenten (14a,14b) die door middel van een scharniermechanisme (15b) ten opzichte van mekaar roteerbaar zijn rond een meetkundige as evenwijdig met de as (3) van het schoepenrad (2) en dat een instelmechanisme is voorzien om de hoek (B) tussen de segmenten (14a,14b) in een opgegeven positie te kunnen blokkeren.
11- Inrichting volgens één van voorgaande conclusies, daardoor gekenmerkt dat de generatorgroep of -groepen (4) zijn aangebracht op een drijvende draagstructuur (5).
12,- Inrichting volgens conclusie 11, daardoor gekenmerkt dat het drijvend vermogen van het schoepenrad (2) en het drijvend ver hoogte van de as (3) van het schoepenrad (2) overeenstemt met de hoogte van de aandrijfassen (8a) van de generatorgroep of -groepen (4).
13. - Inrichting volgens één van de conclusies 11 of 12, daardoor gekenmerkt dat het schoepenrad (2) vrij in de hoogte verplaatsbaar is ten opzichte van de draagstructuur (5).
14. - Inrichting volgens conclusie 13, daardoor gekenmerkt dat de as (3) van het schoepenrad (2) gevat zit in een verticale geleiding van de draagstructuur (5).
15. - Inrichting volgens één van voorgaande conclusies, daardoor gekenmerkt dat de middelen om het schoepenrad (2) ter plaatse te houden worden gevormd door twee palen (9) die een geleiding vormen voor een op en neer gaande beweging van de draagstructuur (5) .
16. - Inrichting volgens één van voorgaande conclusies, daardoor gekenmerkt dat de middelen om het schoepenrad (2) ter plaatse te houden worden gevormd door minstens één of meer ankerkettingen (24) die aan de draagstructuur (5) zijn vastgemaakt.
17. - Inrichting volgens conclusie 16, daardoor gekenmerkt dat in de draagstructuur (5) meerdere schoepenraderen (2) gelagerd zijn, welke schoepenraderen (2) met hun assen (3) evenwijdig aan elkaar en ten opzichte van de stromingsrichting achter elkaar zijn geplaatst.
18. - Inrichting volgens één van voorgaande conclusies, daardoor gekenmerkt dat de minstens één generatorgroep (4) een gelijkstroomgeneratorgroep is .
19. - Inrichting volgens één van de voorgaande conclusies, daardoor gekenmerkt dat een generatorgroep (4) is voorzien aan weerszijden van het schoepenrad (2).
20. - Inrichting volgens conclusie 19, daardoor gekenmerkt dat de aandrijfas (8a) van minstens één generatorgroep (4) in een eerste draairichting meedraait met de as (3) van het schoepenrad (2) en in de andere tweede draairichting vrij verdraaibaar is en de aandrijfas (8a) van minstens één generatorgroep(4) die in de eerste draairichting vrij verdraaibaar is en in de tweede draairichting meedraait met de as (3) van het schoepenrad (2).
21. - Inrichting volgens conclusie 20, daardoor gekenmerkt dat de generatorgroep een vrijwiel (16) bevat dat een vrije verdraaiing toelaat in één richting en een draaivaste koppeling vormt in de andere draairichting.
22. - Inrichting volgens conclusie 19, daardoor gekenmerkt dat de generatorgroep (4) een transmissie (6) bevat tussen de generator (7) en de as (3) van het schoepenrad (2) en dat de transmissie (6) een mechanisme bevat om de draairichting van de as (8b) van de generator (7) om te draaien ten opzichte van het schoepenrad (2) om ervoor te zorgen dat de generator (7) steeds in dezelfde draairichting wordt aangedreven ongeacht de draairichting van het schoepenrad (2)
23. - Inrichting (1) volgens één van voorgaande conclusies, daardoor gekenmerkt dat de delen van de inrichting (1) die met water in contact komen behandeld zijn met een niet toxische verflaag op basis van een oppervlaktebehandelde composiet coating.
24. - Een reeks van inrichtingen (1) volgens één van voorgaande conclusies, daardoor gekenmerkt dat zij in een getijdenrivier (11) of estuarium worden geplaatst op een afstand van elkaar gezien in de stromingsrichting van de getijdenrivier (11) of het estuarium en over een zodanige afstand van de getijdenrivier (11) of het estuarium zijn verspreid dat steeds ten minste één inrichting (1) in een zone met stroming staat.