用于转换涌浪能量或波浪能量的系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及用于转换来自涌浪的能量的系统的技术领域。
【背景技术】
[0002]用于转换来自涌浪的能量的系统是已知的，包括至少一个包含水的柱，水在竖直方向上振荡。
[0003]这样的柱通常由腔体组成，所述腔体在下方部分处开口并且部分浸入经受涌浪作用的一定体积的水中。
[0004]通过这种方式，涌浪的移动周期性地造成柱的下方部分中的超压。
[0005]造成所述超压的柱中水平面的升高运动压缩位于柱的上方部分中的气体(通常为空气)。
[0006]经压缩气体通过导管朝向设备(例如空气涡轮发电机)引导从而将来自水的运动的能量转换成例如电能。
[0007]柱可以装配有阀系统，当由于涌浪的运动使得该柱中的水平面下降时，所述阀系统允许气体(通常为环境空气)进入柱。
[0008]例如这种类型的系统使用双向空气涡轮发电机，所述双向空气涡轮发电机的操作方向根据柱中水的运动而改变。
[0009]还已知所述系统的另一种构造，其中气体流动为单向的。
[0010]文献GB 2 161 544 A说明了这种构造。
[0011]在所述构造中，每个柱在其上方部分中包括第一止回阀和第二止回阀，所述第一止回阀允许经压缩气体朝向空气涡轮发电机循环，所述第二止回阀允许从空气涡轮发电机的低压侧引入气体。
[0012]来自柱的气体流动被收集器捕获，并且气体在通过空气涡轮发电机之后通过收集器在柱之间再分布。这些收集器以管的阵列的形式实施。
[0013]已知的系统因此呈现了用于转换涌浪能量的可能有利的解决方案。并且上述单向气体流动构造构成特别有前景的选择。
[0014]这些已知系统的构造通常具有一系列的柱，所述柱布置成行并且每个柱连接至空气祸轮发电机。
[0015]但是这些已知的系统复杂并且生产成本昂贵，并且仅可以在具有强烈涌浪的位置实施。
[0016]事实上，这些系统的操作需要柱的行相对于涌浪的蔓延方向以特别方式对齐。
[0017]此外，经压缩气体在管的阵列中的循环造成系统的气动惯性，这不利于其效率。这些管还产生水头损失，所述水头损失也不利于系统的效率。
[0018]此外，这种结构相当多的暴露于海洋，因此柱必须具有非常大的尺寸(柱壁的厚度等)。
[0019]最后，如果水表面处的涌浪或衍射运动使得水表面处的波浪形成平行于所述行的向前的蔓延，所有柱将同时处于超压和同时处于真空。
[0020]此外，在该假设下，如果系统为浮动系统，其承受的风险在于:在涌浪突然出现时所述系统升高而其柱中的水平面不会改变。
[0021]这造成效率的降低，因为对于所有的柱而言，系统以两个相继的气体进入步骤和气体离开步骤操作，并且空气涡轮发电机上游和下游的收集器由于进入或离开的气体(而不是在两个收集器之间共享的流动)而饱和。
【发明内容】
[0022]本发明的一个目的是克服上述的至少一个缺点。
[0023]为此目的，提供了用于转换来自涌浪和/或波浪的能量的系统，所述系统包括水压缩柱的阵列，每个柱包括:
[0024]-下方端部，所述下方端部被设计成浸入经受涌浪作用的一定体积的水中，所述下方端部具有开口用于将来自水体积的水容纳在所述柱中，从而形成腔体，所述腔体在所述柱的上方部分中包含气体，
[0025]-第一止回阀，所述第一止回阀从所述柱至所述阵列的柱所共用的超压容器流体相通，
[0026]-第二止回阀，所述第二止回阀从所述阵列的柱所共用的真空容器至所述柱流体相通，
[0027]其中所述超压容器和所述真空容器通过涡轮机流体连接，并且
[0028]其中所述阵列的柱毗邻地布置，并且所述阵列在至少两个非平行方向上延伸。
[0029]通过如下特征一起或者以其任何一种技术上可行的组合来有利地补充本发明:
[0030]-对于每个柱，所述第一止回阀和所述第二止回阀设置在所述柱的上方，
[0031]-所述系统的柱的第一止回阀沿着第一行设置，并且所述系统的柱的第二止回阀沿着第二行设置，
[0032]-所述行为相互平行的直线队列，
[0033]-所述阀在所述柱的上方形成第一行和第二行的交替，
[0034]-每个第一行设置在所述超压容器的第一部分处，并且每个第二行设置在所述真空容器的第二部分处，所述第一部分和第二部分交替地设置在所述柱的上方，
[0035]-每个第一部分、第二部分分别在气体流动方向上具有增加或减小的横截面，
[0036]-所述第一部分各自连接至所述超压容器的设置在每个第一部分和所述涡轮机之间的同一个第一腔体，并且所述第二部分各自连接至所述真空容器的设置在每个第二部分和所述涡轮机之间的同一个第二腔体，
[0037]-所述第一腔体和所述第二腔体设置在第一部分和第二部分的交替的上方，
[0038]-所述第一腔体和所述第二腔体设置在第一部分和第二部分的交替的每一侧上，
[0039]-所述第一腔体、第二腔体分别在气体流动方向上具有增加或减小的横截面，
[0040]-每个第一部分包括两个相继的第一行，并且每个第二部分包括两个相继的第二行，
[0041 ]-每个柱包括内部浮动设备，所述内部浮动设备被设计成避免水从所述柱渗透至所述阀，
[0042]-每个柱包括内部浮动设备，所述内部浮动设备被设计成避免空气通过所述开口离开所述柱，
[0043]-每个柱包括内部流动设备，所述内部流动设备被设计成在所述柱内移动，所述内部浮动设备具有所述柱的内壁的清理装置，
[0044]-压力调节设备，所述压力调节设备被设计成调节相对于大气压的所述超压容器中的压力和所述真空容器中的压力的平均值，
[0045]-所述超压容器和/或所述真空容器包括排水设备，
[0046]-用于相对于所述柱的开口偏转涌浪的装置，
[0047]-所述偏转装置包括可移动挡板，所述可移动挡板设置在所述柱的每一侧上和/或柱的下方，
[0048]本发明还涉及用于转换来自涌浪和/或波浪的能量的单元，所述单元包括多个上述系统，所述系统相互连接。
【附图说明】
[0049]当阅读如下说明时，其它目的、特征和优点将变得明显，所述说明参考附图用于解释的目的而非限制性的，在附图中:
[0050]-图1显示了根据本发明的第一个示例性实施方案的系统的透过系统的一个侧壁的立体图，
[0051]-图2显示了图1的系统的透过系统的顶部的底视图，
[0052]-图3显示了根据本发明的第二个示例性实施方案的系统的沿着平面D- D的底部截面图，
[0053]-图4显示了图3的系统的沿着平面A-A的侧面截面图，
[0054]-图5a显示了当水平面在所显示的系统的柱中升高时，图3的系统的沿着平面B-B的侧面截面图，
[0055]-图5b显示了当水平面在所显示的系统的柱中降低时，图3的系统的沿着平面C-C的侧面截面图，
[0056]-图6a显示了根据本发明的第三个实施方案的系统的透过系统的侧壁的正视图，显示了在平静大海的情况下用于偏转涌浪的装置，
[0057]-图6b显示了根据本发明的实施方案的第三个实施例的系统的透过系统的侧壁的正视图，显示了在汹涌大海的情况下用于检测涌浪的装置，
[0058]-图7显示了根据本发明的实施方案的第四个实施例的系统的立体图，所述系统具有浮动元件，
[0059]-图8显示了根据本发明的另一个具体实施方案的根据本发明的系统的柱的内部浮动设备，
[0060]-图9显示了用于转换来自涌浪的能量的单元的立体图，所述单元包括多个根据本发明的实施方案的另一个实施例的系统。
【具体实施方式】
[0061]系统的通常结构
[0062]参考图1至9，其描述了用于转换来自涌浪和/或波浪的能量的系统。
[0063]涌浪和/或波浪意指海平面的任何振荡，无论其来源如何(潮汐、风、船舶)。
[0064]特别地，所述系统还可以允许转换来自不直接与涌浪相关的随机波浪的能量。
[0065]所述系统包括水压缩柱I的阵列。
[0066]柱I意指包括一个或更多个侧壁的空心结构，所述侧壁在基本竖直方向上在两个端部之间延伸并且限定与外部分离的内部空间。每个柱允许流体在其端部之间流动。
[0067]每个柱I具有被称为下方端部110的第一端部，所述第一端部被设计成浸入经受涌浪作用的一定体积的水中。
[0068]术语“下方”和“上方”在本文中将被理解为表示元件根据其高度的相对位置的术语，所述高度根据的是在系统被设计的布置位置处并且在系统的正常使用的过程中相对于参考平面(例如海平面)的海拔。
[0069]所述系统因此被构造成使得在正常使用时每个柱I的下方端部110位于水平面20的下方。
[0070]下方端部110具有开口 111，所述开口 111用于接收柱I的水容量的水，从而形成在柱I的上方部分120中包含气体的腔体。
[0071]通过这种方式，气体被捕获在腔体中并且不能通过开口 111逸出，因为该开口设置较低并且位于水下。
[0072]在正常使用时，开口 111因此放置在水下。开口 111被构造成使得柱I中的水经受涌浪作用，所述涌浪作用影响水的体积。
[0073]气体通常为空气。
[0074]为了形成腔体，上方部分120因此与柱I内的水平面限定了空间，气体可以在所述空间中压缩。
[0075]此外，柱I的尺寸被设置为使得水的振荡可以压缩气体，这通常通过减小气体位于其中的腔体的体积来有效地增强作用在气体上的机械力。
[0076]现在振荡运动(例如涌浪)对应于在水的表面上蔓延的波浪。该波浪形成区域的空间序列，在所述区域处的水平面相比于水平面较低的区域较高。在表面上的给定点处，振荡形成水平面升高的周期的时间序列和水平面降低的次数。
[0077]因此，如果柱I的侧壁被构造成使得水呈现出柱I内的过高的表面积，柱I内将存在水平面较高的区域和水平面较低的区域。一个的作用抵消另一个的作用，将没有压缩功或抽吸功施加到腔体中的气体。
[0078]柱I的内部空间的尺寸因此必须使得柱I内的水平面平均交替地升高或降低，也就是说腔体的体积交替地增加和减小。这有可能通过选择柱I的内部截面而实现，相比于在待放置所述系统的区域中观察到的涌浪的运动，所述内部截面足够小。
[0079]当然，本领域技术人员将知晓如何设定柱I的尺寸，同时避免过多地减