WO2014180628A1 - Alignment of a wave energy converter relative to the surrounding body of water - Google Patents

Alignment of a wave energy converter relative to the surrounding body of water Download PDF

Info

Publication number
WO2014180628A1
WO2014180628A1 PCT/EP2014/057467 EP2014057467W WO2014180628A1 WO 2014180628 A1 WO2014180628 A1 WO 2014180628A1 EP 2014057467 W EP2014057467 W EP 2014057467W WO 2014180628 A1 WO2014180628 A1 WO 2014180628A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
wave
energy converter
angle
propagation direction
wave motion
Prior art date
Application number
PCT/EP2014/057467
Other languages
German (de)
French (fr)
Inventor
Alexander Poddey
Michael Hilsch
Nik Scharmann
Johannes Nitzsche
Matthias Lenssen
Benjamin Hagemann
Original Assignee
Robert Bosch Gmbh
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Robert Bosch Gmbh filed Critical Robert Bosch Gmbh
Publication of WO2014180628A1 publication Critical patent/WO2014180628A1/en

Links

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F03MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F03BMACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS
    • F03B13/00Adaptations of machines or engines for special use; Combinations of machines or engines with driving or driven apparatus; Power stations or aggregates
    • F03B13/12Adaptations of machines or engines for special use; Combinations of machines or engines with driving or driven apparatus; Power stations or aggregates characterised by using wave or tide energy
    • F03B13/14Adaptations of machines or engines for special use; Combinations of machines or engines with driving or driven apparatus; Power stations or aggregates characterised by using wave or tide energy using wave energy
    • F03B13/22Adaptations of machines or engines for special use; Combinations of machines or engines with driving or driven apparatus; Power stations or aggregates characterised by using wave or tide energy using wave energy using the flow of water resulting from wave movements to drive a motor or turbine
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F03MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F03BMACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS
    • F03B17/00Other machines or engines
    • F03B17/06Other machines or engines using liquid flow with predominantly kinetic energy conversion, e.g. of swinging-flap type, "run-of-river", "ultra-low head"
    • F03B17/062Other machines or engines using liquid flow with predominantly kinetic energy conversion, e.g. of swinging-flap type, "run-of-river", "ultra-low head" with rotation axis substantially at right angle to flow direction
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05BINDEXING SCHEME RELATING TO WIND, SPRING, WEIGHT, INERTIA OR LIKE MOTORS, TO MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS COVERED BY SUBCLASSES F03B, F03D AND F03G
    • F05B2270/00Control
    • F05B2270/30Control parameters, e.g. input parameters
    • F05B2270/329Azimuth or yaw angle
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/20Hydro energy
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/30Energy from the sea, e.g. using wave energy or salinity gradient

Definitions

  • the present invention relates to a method for operating a wave energy converter for converting energy from a wave motion of a wavy body of water into another form of energy.
  • Wave power plants use the energy of ocean waves to generate electricity.
  • Newer design approaches use rotating units (rotors), which convert the wave motion into a torque.
  • rotors rotating units
  • hydrodynamic buoyancy bodies ie bodies that generate a buoyancy in flow around, such as buoyancy profiles and / or Flettner rotors using the Magnus effect
  • coupling body By means of which from the oncoming wave buoyancy forces and the arrangement the coupling body is generated on the rotor a moment which can be converted into a rotational movement of the rotor.
  • By a superimposed flow from the orbital flow of the wave motion and the rotation of the rotor itself buoyancy forces on the coupling bodies, whereby a torque is introduced into the rotor.
  • a plant concept is known in which the buoyancy of a flowed-up lift rotor, So one of a hydrodynamic lift generating coupling body is converted into a rotational movement.
  • GB 2 226 572 A discloses a wave energy converter with Flettner rotors. It is desirable to improve the operation of generic wave energy converters and / or to reduce the complexity / cost of electricity of the equipment.
  • the invention makes it possible to operate a wave energy converter relatively inexpensively, but nevertheless with relatively high energy yield. This is achieved by dispensing with the vertical alignment of the axis of rotation to the current propagation direction of the waves of the wavy body of water (corresponding to a parallel orientation of the axis of rotation to the wave crests) previously required (such as the introductory documents or US Pat. No. 7,686,583 B2). Instead, the wave energy converter is aligned with respect to the wave motion that (at least temporarily or constantly) during operation, the rotor rotational axis with the propagation direction of the wave motion includes an angle not equal to 90 °. This gives rise to the possibility of developing a significantly simplified system, which dispenses with a particularly active Azimuthausraum.
  • the characteristics of the ocean waves can vary over the year - this also applies in particular to the propagation direction of the incoming waves. As described in the article "Wave power variability over the northwest European shelf seas", Applied Energy 106 (2013) 31-46 and shown in Figure 13, these can vary by large angles of about 100 °.
  • a wave energy converter is preferably to be aligned in each case such that the axis of rotation is largely parallel to the currently incoming wave crests (and thus largely perpendicular to the wave propagation direction or wave propagation direction). speed of advancement) in order to achieve optimum energy yield. Otherwise, the orbital flow is not oriented perpendicular to the coupling bodies, so that they can not optimally change the flow. In practice, this will mean that a wave energy converter, depending on the location over an angular range of about 100 ° or more (about the vertically oriented z-axis) must be rotatable in order to be optimally aligned for possible wave movements.
  • the angle between the axis of rotation and the wave propagation direction preferably deviates at least temporarily by at least 1 °, preferably at least 3 °, particularly preferably at least 5 ° or 7 ° and / or at most 25 °, preferably at most 20 °, very particularly preferably at most 17 ° or 15 ° from 90 °.
  • An at least temporary or permanent deviation from the propagation direction during operation can also be achieved by applying to one (active and / or passive)
  • Azimuthnach unit so on an orientation of the rotor axis of rotation with respect to the propagation direction of the wave motion (or with respect to the wave crests), is omitted.
  • This gain in simplicity and ruggedness can reduce costs associated with investment and operating and maintenance costs, possibly lower yields at times sharply biased Clearly overcompensate flow.
  • it is provided to completely dispense with the Azimuthnach Entry the wave energy converter.
  • the wave energy converter is mounted in such a way that it is oriented in accordance with the propagation direction of the (in particular high-energy) waves prevailing at the respective location (rotation axis substantially perpendicular to the propagation direction).
  • the propagation directions of the waves occurring at the respective location can be determined, for example, over a longer period of time. From this, a prevailing propagation direction at the respective location can then be determined.
  • the rotor axis is operated in a targeted manner rotated to the vertical configuration - preferably in combination with an (active and / or passive) Azimuthnach arrangement. It is thus preferably an (active and / or passive) control of the angle between the axis of rotation and wave propagation direction instead. This allows the observed increases in efficiency to be achieved.
  • the optimal deviation from the vertical orientation may depend on the wavelength and / or frequency and on the expected overlaying of different sea conditions at the installation site.
  • a passive azimuth tracking is, for example, a rotatable attachment of the wave energy converter to a suspension, e.g. Mooring or monopile, according to a banner in the wind.
  • Azimuth tracking can be achieved, for example, by generating a torque about the vertical, cf. DE 10 201 1 105 170 A1, or be realized by rotation about a stationary suspension.
  • the Azimuthnach arrangement is carried out so that they only for larger deviations from the preferred oblique flow (eg deviations above a deviation threshold of, for example, 10 ° -15 ° from the preferred angle not equal to 90 ° between the rotor rotational axis and the wave propagation direction) ak - closely followed.
  • a deviation threshold of, for example, 10 ° -15 ° from the preferred angle not equal to 90 ° between the rotor rotational axis and the wave propagation direction
  • Waves are caused by the interaction of wind and water surface, whereby the wind sweeps over the water surface over longer distances (Fetch) and thereby generates waves. These waves spread over long distances in the oceans. Therefore, it is possible that at some point wave systems operate from two or more directions, ie from geographically different places of origin. In this case, the wave motion has at least two propagation directions.
  • the wave energy converter in sea states consisting of the above-mentioned superposition of two or more spatially separated wave systems.
  • an angle of incidence between the incident wave systems of preferably ⁇ 120 °, more preferably ⁇ 90 °, most preferably ⁇ 45 ° and very exceptionally particularly preferred ⁇ 30 ° operated, ie the rotor axis of rotation includes with the at least two propagation directions of the wave motion in each case an angle not equal to 90 °.
  • the vectors can be weighted (multiplied here) with the conversion efficiency in order to favor the wave systems which promise particularly high conversion efficiencies.
  • the direction of the resulting propagation direction can now be determined.
  • the system should then be oriented so that this resulting propagation direction is preferably perpendicular to the rotor axis of rotation or has an above-described deviation from the vertical orientation.
  • This solution can advantageously be combined with the embodiment without azimuth tracking, in which case the resulting output
  • the direction of propagation of a long-term wave motion (eg over one year) is determined and used for the orientation of the wave energy converter.
  • An arithmetic unit according to the invention e.g. a control unit of a wave energy converter is, in particular programmatically, arranged to perform a method according to the invention.
  • Suitable data carriers for providing the computer program are, in particular, floppy disks, hard disks, flash memories, EEPROMs, CD-ROMs, DVDs and the like. It is also possible to download a program via computer networks (Internet, intranet, etc.). Further advantages and embodiments of the invention will become apparent from the description and the accompanying drawings.
  • FIG. 1 shows a preferred embodiment of a wave energy converter according to the invention in a perspective view.
  • Figure 2 is a diagram of a relationship between removable power and
  • FIG. 1 shows a wave energy converter 1 with a rotor base 2, a housing 7 and four coupling bodies 3 fastened to the rotor base 2 via lever arms 4.
  • the lever arms 4 are arranged on each rotor side in a basic position at an angle of 180 ° to one another.
  • the wave energy converter 1 is placed for operation below the water surface of a wavy body of water - for example, an ocean.
  • the coupling bodies 3 are profiled in the example shown, but may also be used as Flettner rotors, i. Cylinder with additional self-rotation, be executed.
  • each of the coupling bodies 3 to adjust the orientation (e.g., "pitch angle," i.e., the angle between chord and tangential velocity) of the respective coupling body, thereby affecting the interaction between the body of water and the coupling body.
  • the degree of freedom of the adjusting devices is described here by adjusting parameters (pitch angle).
  • the rotational speed of the Flettner rotors can also be adapted.
  • the adjusting devices are preferably hydraulic and / or electromotive and / or pneumatic adjusting devices.
  • the wave energy converter 1 also sensor 6 for detecting the current adjustment.
  • the components 2, 3, 4, 5, 6 are components of a rotor 1 1, which rotates about a rotor axis x. This is oriented largely horizontally. In normal operation, the rotor is completely submerged.
  • the rotor 1 1 is rotatably mounted relative to the housing 7.
  • the housing 7 is rotatably connected in the example shown with a stator of a directly driven generator for generating electricity, the rotor 1 1 (here the rotor base 2) is rotatably connected to a rotor of this directly driven generator. It may also be advantageous to provide a gearbox between rotor base and generator rotor.
  • An arithmetic unit which is adapted to perform a method according to the invention, is disposed within the housing 7 and serves to control the operation of the wave energy converter 1. Not shown is an intended attachment of the wave energy converter 1 to the seabed, for example by a Mooringsystem and preferably by a Monopile can be done.
  • a deviation of the previously required orthogonality between the rotor axis (x-axis) and the propagation direction of the incoming waves is now accepted.
  • the wave energy converter is aligned so that the propagation direction of the incoming waves lies in the yz plane.
  • a deviation is now accepted or even adjusted by an angle ⁇ , ie the propagation direction of the incoming waves includes the angle ⁇ with the yz plane.
  • the angle ⁇ also occurs in a corresponding manner between the wave crest lines (perpendicular to the propagation) and the rotor axis (x axis).
  • a power P generated by a wave energy converter model is plotted against the angle ⁇ in [°].

Abstract

The invention concerns a method of operating a wave energy converter (1) for converting energy from a wave movement of an undulatory body of water, the wave movement having a propagation direction, the wave energy converter (1) comprising a lever arm (4), which is mounted so as to rotate about a rotor rotational axis (x) and bears a coupling body (3), and an energy converter (2, 7) which is coupled to the rotatably mounted lever arm (4). The wave energy converter (1) is aligned relative to the wave movement such that, during operation, the rotor rotational axis (x) forms an angle (φ) which is not 90° with the propagation direction of the wave movement.

Description

Ausrichtung eines Wellenenergiekonverters zum umgebenden Gewässer  Alignment of a wave energy converter to the surrounding waters
Beschreibung description
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben eines Wellenenergiekonverters zur Umwandlung von Energie aus einer Wellenbewegung eines welligen Gewässers in eine andere Energieform. The present invention relates to a method for operating a wave energy converter for converting energy from a wave motion of a wavy body of water into another form of energy.
Stand der Technik State of the art
Wellenkraftwerke (Wellenenergiekonverter) nutzen die Energie von Meereswellen zur Gewinnung elektrischen Stromes. Neuere Konstruktionsansätze verwenden dabei rotierende Einheiten (Rotoren), die die Wellenbewegung in ein Drehmoment wandeln. An diesen können hydrodynamische Auftriebskörper (d.h. Körper, die bei Umströmung einen Auftrieb erzeugen, wie zum Beispiel Auftriebsprofile und/oder Flettner-Rotoren mit Nutzung des Magnus-Effekts) als Kopplungskörper zum Einsatz kommen, mittels derer aus der anströmenden Welle Auftriebskräfte und durch die Anordnung der Kopplungskörper an dem Rotor ein Mo- ment erzeugt wird, das in eine Rotationsbewegung des Rotors umsetzbar ist. Durch eine überlagerte Anströmung aus der Orbitalströmung der Wellenbewegung und der Eigendrehung des Rotors ergeben sich Auftriebskräfte an den Kopplungskörpern, wodurch ein Drehmoment in den Rotor eingeleitet wird. Aus DE 10 201 1 105 169 A1 , DE 10 201 1 105 177 A1 , DE 10 201 1 105 178 A1 und DE 10 201 1 105 170 A1 ist in diesem Zusammenhang ein An- lagenkonzept bekannt, bei dem der Auftrieb eines angeströmten Auftriebsläufers, also eines einen hydrodynamischen Auftrieb erzeugenden Kopplungskörpers, in eine Rotationsbewegung umgesetzt wird. In der GB 2 226 572 A ist ein Wellenenergiekonverter mit Flettner- Rotoren offenbart. Es ist wünschenswert, den Betrieb von gattungsgemäßen Wellenenergiekonvertern zu verbessern und/oder die Komplexität/Stromgestehungskosten der Anlagen zu reduzieren. Wave power plants (wave energy converters) use the energy of ocean waves to generate electricity. Newer design approaches use rotating units (rotors), which convert the wave motion into a torque. At these hydrodynamic buoyancy bodies (ie bodies that generate a buoyancy in flow around, such as buoyancy profiles and / or Flettner rotors using the Magnus effect) can be used as coupling body, by means of which from the oncoming wave buoyancy forces and the arrangement the coupling body is generated on the rotor a moment which can be converted into a rotational movement of the rotor. By a superimposed flow from the orbital flow of the wave motion and the rotation of the rotor itself buoyancy forces on the coupling bodies, whereby a torque is introduced into the rotor. From DE 10 201 1 105 169 A1, DE 10 201 1 105 177 A1, DE 10 201 1 105 178 A1 and DE 10 201 1 105 170 A1, a plant concept is known in which the buoyancy of a flowed-up lift rotor, So one of a hydrodynamic lift generating coupling body is converted into a rotational movement. GB 2 226 572 A discloses a wave energy converter with Flettner rotors. It is desirable to improve the operation of generic wave energy converters and / or to reduce the complexity / cost of electricity of the equipment.
Offenbarung der Erfindung Disclosure of the invention
Erfindungsgemäß werden ein Verfahren zum Betreiben eines Wellenenergiekonverters zur Umwandlung von Energie aus einer Wellenbewegung eines welligen Gewässers in eine andere Energieform, eine Recheneinheit zu dessen Durchführung sowie ein Wellenenergie- konverter mit den Merkmalen der unabhängigen Patentansprüche vorgeschlagen. Vorteilhaf- te Ausgestaltungen sind Gegenstand der Unteransprüche sowie der nachfolgenden Beschreibung. According to the invention, a method for operating a wave energy converter for converting energy from a wave motion of a wavy body of water into another form of energy, a computing unit for carrying it out, and a wave energy converter having the features of the independent claims are proposed. Advantageous embodiments are the subject of the subclaims and the following description.
Vorteile der Erfindung Die Erfindung schafft die Möglichkeit, einen Wellenenergiekonverter relativ unaufwendig, aber dennoch mit relativ hoher Energieausbeute zu betreiben. Dies wird erreicht, indem auf die bisher (wie beispielsweise die einführend genannten Schriften oder die US 7 686 583 B2) verlangte senkrechte Ausrichtung der Rotationsachse zur aktuellen Ausbreitungsrichtung der Wellen des welligen Gewässers (entspricht einer parallelen Ausrichtung der Rotationsachse zu den Wellenkämmen) verzichtet wird. Stattdessen wird der Wellenenergiekonverter so bezüglich der Wellenbewegung ausgerichtet, dass (zumindest zeitweise oder ständig) während des Betriebs die Rotordrehachse mit der Ausbreitungsrichtung der Wellenbewegung einen Winkel ungleich 90° einschließt. Es ergibt sich die Möglichkeit, eine deutlich vereinfachte Anlage zu entwickeln, die auf eine insbesondere aktive Azimuthausrichtung verzichtet. Advantages of the Invention The invention makes it possible to operate a wave energy converter relatively inexpensively, but nevertheless with relatively high energy yield. This is achieved by dispensing with the vertical alignment of the axis of rotation to the current propagation direction of the waves of the wavy body of water (corresponding to a parallel orientation of the axis of rotation to the wave crests) previously required (such as the introductory documents or US Pat. No. 7,686,583 B2). Instead, the wave energy converter is aligned with respect to the wave motion that (at least temporarily or constantly) during operation, the rotor rotational axis with the propagation direction of the wave motion includes an angle not equal to 90 °. This gives rise to the possibility of developing a significantly simplified system, which dispenses with a particularly active Azimuthausrichtung.
An einem spezifischen Standort kann die Charakteristik der Meereswellen über das Jahr verteilt schwanken - dies betrifft insbesondere auch die Ausbreitungsrichtung der einfallenden Wellen. Wie in dem Artikel "Wave power variability over the northwest European shelf seas", Applied Energy 106 (2013) 31-46 beschrieben und in Figur 13 gezeigt, können diese um große Winkel von ca. 100° schwanken. At a specific location, the characteristics of the ocean waves can vary over the year - this also applies in particular to the propagation direction of the incoming waves. As described in the article "Wave power variability over the northwest European shelf seas", Applied Energy 106 (2013) 31-46 and shown in Figure 13, these can vary by large angles of about 100 °.
Bisher wurde davon ausgegangen, dass ein Wellenenergiekonverter vorzugsweise jeweils so auszurichten ist, dass die Rotationsachse weitgehend parallel zu den aktuell einlaufenden Wellenkämmen (und damit weitgehend senkrecht zur Wellenausbreitungsrichtung bzw. Wel- lenfortschrittsgeschwindigkeit) orientiert ist, um einen optimalen Energieertrag zu ermöglichen. Andernfalls ist die Orbitalströmung nicht senkrecht zu den Kopplungskörpern orientiert, so dass diese die Anströmung nicht optimal wandeln können. In der Praxis wird das dazu führen, dass ein Wellenenergiekonverter je nach Standort über einen Winkelbereich von ca. 100° oder mehr (um die vertikal orientierte z-Achse) drehbar sein muss, um für mögliche auftretende Wellenbewegungen optimal ausgerichtet zu sein. So far, it has been assumed that a wave energy converter is preferably to be aligned in each case such that the axis of rotation is largely parallel to the currently incoming wave crests (and thus largely perpendicular to the wave propagation direction or wave propagation direction). speed of advancement) in order to achieve optimum energy yield. Otherwise, the orbital flow is not oriented perpendicular to the coupling bodies, so that they can not optimally change the flow. In practice, this will mean that a wave energy converter, depending on the location over an angular range of about 100 ° or more (about the vertically oriented z-axis) must be rotatable in order to be optimally aligned for possible wave movements.
Im Rahmen der Erfindung wurde nun überraschenderweise festgestellt, dass Abweichungen von der beschriebenen Ausrichtung in diesem Winkelbereich zu weniger großen Energieeinbußen führen, als befürchtet, bei kleinen Abweichungen im einstelligen oder niedrigen zweistelligen Winkelbereich sogar eine Erhöhung des Energieertrags beobachtet werden kann. Vorzugsweise weicht der Winkel zwischen Rotationsachse und Wellenausbreitungsrichtung zumindest zeitweise mindestens um 1 °, bevorzugt mindestens um 3°, besonders bevorzugt mindestens um 5° oder 7° und/oder höchstens um 25°, bevorzugt höchstens um 20°, ganz besonders bevorzugt höchstens um 17° oder 15° von 90° ab. In the context of the invention, it has now surprisingly been found that deviations from the described orientation in this angular range lead to less energy losses than feared, with small deviations in the single-digit or low double-digit angular range even an increase in the energy yield can be observed. The angle between the axis of rotation and the wave propagation direction preferably deviates at least temporarily by at least 1 °, preferably at least 3 °, particularly preferably at least 5 ° or 7 ° and / or at most 25 °, preferably at most 20 °, very particularly preferably at most 17 ° or 15 ° from 90 °.
Bei in einem Wellentank durchgeführten Versuchen mit schräg angeströmten rotierenden Wellenenergiekonvertermodellen konnte festgestellt werden, dass die Leistungsabnahme bei Schräganströmung deutlich geringer ausfällt, als zunächst erwartet (siehe Figur 2). Überraschenderweise konnte dabei für kleinere Drehwinkel sogar eine leichte Zunahme des Energieertrags bei einigen Wellenzuständen festgestellt werden. Damit ergibt sich durch eine leicht verdrehte Anlage (Winkel zwischen Rotationsachse und einlaufenden Wellenkämmen z.B. mindestens 3° und/oder höchstens 25°) die Möglichkeit, die Anlageneffizienz zu steigern. Dies könnte auf eine Vergrößerung der angeströmten effektiven Kopplungskörperbreite durch die Schrägstellung zurückzuführen sein. When carried out in a wave tank experiments with obliquely impinged rotating Wellenenergiekonverterermodellen could be found that the decrease in power at oblique flow is significantly lower than initially expected (see Figure 2). Surprisingly, even a slight increase in the energy yield in some wave states could be found for smaller angles of rotation. The result is a slightly twisted system (angle between the axis of rotation and incoming wave crests, for example at least 3 ° and / or at most 25 °) the possibility to increase the efficiency of the system. This could be due to an increase in the flowed effective coupling body width by the skew.
Eine zumindest zeitweise oder ständige Abweichung von der Ausbreitungsrichtung während des Betriebs kann auch erreicht werden, indem auf eine (aktive und/oder passive) An at least temporary or permanent deviation from the propagation direction during operation can also be achieved by applying to one (active and / or passive)
Azimuthnachführung, also auf eine Ausrichtung der Rotordrehachse bezüglich der Ausbrei- tungsrichtung der Wellenbewegung (bzw. bzgl. der Wellenkämme), verzichtet wird. Dies ermöglicht durch den Entfall entsprechender Aktorik andere Ausprägungsformen von Befestigungen für einen Wellenenergiekonverter, die einfacher und robuster ausgestaltet sein können. Dieser Gewinn an Einfachheit und Robustheit kann durch Kosteneinsparung bei Invest- und Betriebs- und Wartungskosten die evtl. geringeren Erträge bei zeitweiser stark schräger Anströmung deutlich überkompensieren. In dieser Ausführungsform ist vorgesehen, auf die Azimuthnachführung des Wellenenergiekonverters vollständig zu verzichten. Stattdessen wird in dieser Ausführungsform der Wellenenergiekonverter so ausgerichtet montiert, dass er entsprechend der am jeweiligen Standort vorherrschenden Ausbreitungsrichtung der (insbe- sondere energiereichen) Wellen orientiert ist (Rotationsachse weitgehend senkrecht zur Ausbreitungsrichtung). Dadurch lassen sich besonders einfache und robuste Verankerungskonzepte realisieren. Die am jeweiligen Standort auftretenden Ausbreitungsrichtungen der Wellen können beispielsweise über einen längeren Zeitraum ermittelt werden. Daraus kann dann eine am jeweiligen Standort vorherrschende Ausbreitungsrichtung ermittelt werden. Beispielsweise existieren Standorte, an denen die Ausbreitungsrichtung der einlaufenden Wellen über das Jahr verteilt in einem Bereich von kleiner gleich 90° liegen, bzw. an denen nur ein geringer Anteil der einlaufenden Wellen aus signifikant unterschiedlichen Richtungen einläuft und/oder an dem die Wellen mit stark abweichender Ausbreitungsrichtung nur einen kleinen Anteil an der an diesem Standort einlaufenden Wellenenergie haben. Für diese Standorte eignet sich besonders der Verzicht auf Azimuthnachführung. Azimuthnachführung, so on an orientation of the rotor axis of rotation with respect to the propagation direction of the wave motion (or with respect to the wave crests), is omitted. This eliminates the need for appropriate Aktorik other forms of attachment of fasteners for a wave energy converter, which can be designed simpler and more robust. This gain in simplicity and ruggedness can reduce costs associated with investment and operating and maintenance costs, possibly lower yields at times sharply biased Clearly overcompensate flow. In this embodiment, it is provided to completely dispense with the Azimuthnachführung the wave energy converter. Instead, in this embodiment, the wave energy converter is mounted in such a way that it is oriented in accordance with the propagation direction of the (in particular high-energy) waves prevailing at the respective location (rotation axis substantially perpendicular to the propagation direction). As a result, particularly simple and robust anchoring concepts can be realized. The propagation directions of the waves occurring at the respective location can be determined, for example, over a longer period of time. From this, a prevailing propagation direction at the respective location can then be determined. For example, there are locations where the propagation direction of the incoming waves distributed over the year in a range of less than or equal to 90 °, or in which only a small proportion of incoming waves from significantly different directions enters and / or on which the waves with strong deviating propagation direction have only a small share of the incoming wave energy at this site. For these locations is particularly the waiver of Azimuthnachführung.
In einer ebenso bevorzugten Ausführungsform ist vorgesehen, dass die Rotorachse gezielt verdreht zur senkrechten Konfiguration betrieben wird - vorzugsweise in Kombination mit einer (aktiven und/oder passiven) Azimuthnachführung. Es findet also vorzugsweise eine (aktive und/oder passive) Regelung des Winkels zwischen Rotationsachse und Wellenausbreitungsrichtung statt. Dadurch lassen sich die beobachteten Wirkungsgradsteigerungen erreichen. Die optimale Abweichung von der senkrechten Ausrichtung kann dabei von der Wellenlänge und/oder -frequenz und von der zu erwartenden Überlagerung unterschiedlicher Seezustände am Installationsort abhängen. Eine passive Azimuthnachführung ist beispiels- weise ein drehbare Befestigung des Wellenenergiekonverters an einer Aufhängung, z.B. Mooring oder Monopile, entsprechend einer Fahne im Wind. Eine aktive In an equally preferred embodiment, it is provided that the rotor axis is operated in a targeted manner rotated to the vertical configuration - preferably in combination with an (active and / or passive) Azimuthnachführung. It is thus preferably an (active and / or passive) control of the angle between the axis of rotation and wave propagation direction instead. This allows the observed increases in efficiency to be achieved. The optimal deviation from the vertical orientation may depend on the wavelength and / or frequency and on the expected overlaying of different sea conditions at the installation site. A passive azimuth tracking is, for example, a rotatable attachment of the wave energy converter to a suspension, e.g. Mooring or monopile, according to a banner in the wind. An active one
Azimuthnachführung kann beispielsweise durch Erzeugung eines Drehmoments um die Vertikale, vgl. DE 10 201 1 105 170 A1 , oder durch Drehung um eine ortsfeste Aufhängung realisiert werden. Azimuth tracking can be achieved, for example, by generating a torque about the vertical, cf. DE 10 201 1 105 170 A1, or be realized by rotation about a stationary suspension.
In einer vorteilhaften Ausführungsform wird die Azimuthnachführung so ausgeführt, dass sie erst bei größeren Abweichungen von der bevorzugten schrägen Anströmung (z.B. bei Abweichungen über einem Abweichungsschwellwert von z.B. 10°-15° von dem bevorzugten Winkel ungleich 90° zwischen der Rotordrehachse und der Wellenausbreitungsrichtung) ak- tiv nachführt. Dadurch verringert sich der Nachführungsaufwand beträchtlich. Mit anderen Worten wird während des Betriebs ein Istwert des Winkels erfasst und auf einen Sollwert des Winkels geregelt, wobei ein Stelleingriff nur stattfindet, wenn ein Regelfehler zwischen dem Istwert des Winkels und dem Sollwert des Winkels einen Abweichungsschwellwert über- schreitet. In an advantageous embodiment, the Azimuthnachführung is carried out so that they only for larger deviations from the preferred oblique flow (eg deviations above a deviation threshold of, for example, 10 ° -15 ° from the preferred angle not equal to 90 ° between the rotor rotational axis and the wave propagation direction) ak - closely followed. This reduces the tracking effort considerably. In other words, during operation, an actual value of the angle is detected and regulated to a setpoint value of the angle, with a setting intervention taking place only if a control error between the actual value of the angle and the setpoint value of the angle exceeds a deviation threshold value.
Wellen entstehen durch die Interaktion von Wind und Wasseroberfläche, wobei der Wind über längere Strecken (Fetch) über die Wasseroberfläche streicht und dadurch Wellenerzeugt. Diese Wellen breiten sich über weite Strecken in den Ozeanen aus. Daher ist es mög- lieh, dass an einem bestimmten Punkt Wellensysteme aus zwei oder mehreren Richtungen, d.h. von geographisch unterschiedlichen Entstehungsorten einwirken. In diesem Fall hat die Wellenbewegung wenigstens zwei Ausbreitungsrichtungen. Gemäß einer weiteren erfindungsgemäßen Ausführungsform wird der Wellenenergiekonverter in Seegangszuständen, die aus o.g. Überlagerung von zwei oder mehreren räumlich getrennten Wellensystemen bestehen., mit einem Einfallswinkel zwischen den einfallenden Wellensystemen von vorzugsweise <120°, besonders bevorzugt <90°, ganz besonders bevorzugt <45° und ganz außerordentlich besonders bevorzugt <30° betrieben, d.h. die Rotordrehachse schließt mit den wenigstens zwei Ausbreitungsrichtungen der Wellenbewegung jeweils einen Winkel ungleich 90° ein. Die Wellensysteme sind charakterisiert durch die spektralen Größen Hs (signifikante Wellenhöhe) und Te bzw. Tp (Periodendauer). Zur Berechnung der optimalen Ausrichtung der Anlage werden jeweils pro Wellensystem Vektoren mit Richtung der Wellenausbreitungsrichtung und Länge=Hs2 Te erzeugt. Da der Wellenenergiekonverter für verschiedene Wellensysteme (insbesondere Wellenlängen) unterschiedliche Wandlungseffizienzen besitzt, können zusätzlich die Vektoren mit der Wandlungseffizienz gewichtet (hier multipliziert) wer- den, um die Wellensysteme zu bevorzugen, die besonders hohe Wandlungseffizienzen versprechen. Beispielsweise durch vektorielle Addition der zu den Wellensystemen zugehörigen Vektoren lässt sich nun die Richtung der resultierenden Ausbreitungsrichtung bestimmen. Die Anlage sollte dann so orientiert werden, dass diese resultierende Ausbreitungsrichtung vorzugsweise senkrecht auf der Rotordrehachse steht oder eine oben beschriebene Abwei- chung von der senkrechten Ausrichtung hat. Dadurch kann in Summe eine deutlich größere Energiemenge absorbiert werden, als dies bei einer herkömmlichen Ausrichtung auf eine der sich überlagernden Komponenten möglich ist. Diese Lösung lässt sich vorteilhaft mit der Ausführungsform ohne Azimuthnachführung kombinieren, wobei dann die resultierende Aus- breitungsrichtung einer langfristigen Wellenbewegung (z.B. über ein Jahr) ermittelt und für die Ausrichtung des Wellenenergiekonverters verwendet wird. Waves are caused by the interaction of wind and water surface, whereby the wind sweeps over the water surface over longer distances (Fetch) and thereby generates waves. These waves spread over long distances in the oceans. Therefore, it is possible that at some point wave systems operate from two or more directions, ie from geographically different places of origin. In this case, the wave motion has at least two propagation directions. According to a further embodiment of the invention, the wave energy converter in sea states consisting of the above-mentioned superposition of two or more spatially separated wave systems., With an angle of incidence between the incident wave systems of preferably <120 °, more preferably <90 °, most preferably <45 ° and very exceptionally particularly preferred <30 ° operated, ie the rotor axis of rotation includes with the at least two propagation directions of the wave motion in each case an angle not equal to 90 °. The wave systems are characterized by the spectral magnitudes Hs (significant wave height) and Te or Tp (period duration). To calculate the optimal alignment of the system, vectors are generated per wave system with direction of the wave propagation direction and length = Hs 2 Te. In addition, since the wave energy converter has different conversion efficiencies for different wave systems (in particular wavelengths), the vectors can be weighted (multiplied here) with the conversion efficiency in order to favor the wave systems which promise particularly high conversion efficiencies. For example, by vectorial addition of the vectors associated with the wave systems, the direction of the resulting propagation direction can now be determined. The system should then be oriented so that this resulting propagation direction is preferably perpendicular to the rotor axis of rotation or has an above-described deviation from the vertical orientation. As a result, in total, a significantly larger amount of energy can be absorbed than is possible with a conventional alignment with one of the overlapping components. This solution can advantageously be combined with the embodiment without azimuth tracking, in which case the resulting output The direction of propagation of a long-term wave motion (eg over one year) is determined and used for the orientation of the wave energy converter.
Eine erfindungsgemäße Recheneinheit, z.B. ein Steuergerät eines Wellenenergiekonverters, ist, insbesondere programmtechnisch, dazu eingerichtet, ein erfindungsgemäßes Verfahren durchzuführen. An arithmetic unit according to the invention, e.g. a control unit of a wave energy converter is, in particular programmatically, arranged to perform a method according to the invention.
Auch die Implementierung der Erfindung in Form von Software ist vorteilhaft, da dies besonders geringe Kosten ermöglicht, insbesondere wenn eine ausführende Recheneinheit noch für weitere Aufgaben genutzt wird und daher ohnehin vorhanden ist. Geeignete Datenträger zur Bereitstellung des Computerprogramms sind insbesondere Disketten, Festplatten, Flash- Speicher, EEPROMs, CD-ROMs, DVDs u.a.m. Auch ein Download eines Programms über Computernetze (Internet, Intranet usw.) ist möglich. Weitere Vorteile und Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung und der beiliegenden Zeichnung. Also, the implementation of the invention in the form of software is advantageous because this allows very low cost, especially if an executing processing unit is still used for other tasks and therefore already exists. Suitable data carriers for providing the computer program are, in particular, floppy disks, hard disks, flash memories, EEPROMs, CD-ROMs, DVDs and the like. It is also possible to download a program via computer networks (Internet, intranet, etc.). Further advantages and embodiments of the invention will become apparent from the description and the accompanying drawings.
Es versteht sich, dass die vorstehend genannten und die nachfolgend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen. It is understood that the features mentioned above and those yet to be explained below can be used not only in the particular combination indicated, but also in other combinations or in isolation, without departing from the scope of the present invention.
Die Erfindung ist anhand eines Ausführungsbeispiels in der Zeichnung schematisch dargestellt und wird im Folgenden unter Bezugnahme auf die Zeichnung ausführlich beschrieben. The invention is illustrated schematically with reference to an embodiment in the drawing and will be described in detail below with reference to the drawing.
Figurenbeschreibung figure description
Figur 1 zeigt eine bevorzugte Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Wellenenergie- konverters in perspektivischer Ansicht. FIG. 1 shows a preferred embodiment of a wave energy converter according to the invention in a perspective view.
Figur 2 in einem Diagramm einen Zusammenhang zwischen entnehmbarer Leistung und Figure 2 is a diagram of a relationship between removable power and
Winkelverdrehung zwischen Wellenkammlinie und Rotorachse für einen Modellversuch. Detaillierte Beschreibung der Zeichnung Angular rotation between wave crest line and rotor axis for a model test. Detailed description of the drawing
Figur 1 zeigt einen Wellenenergiekonverter 1 mit einer Rotorbasis 2, einem Gehäuse 7 und vier jeweils über Hebelarme 4 an der Rotorbasis 2 befestigte Kopplungskörper 3. Die Hebelarme 4 sind an jeder Rotorseite in einer Grundstellung in einem Winkel von 180° zueinander angeordnet. Der Wellenenergiekonverter 1 ist zum Betrieb unterhalb der Wasseroberfläche eines welligen Gewässers - beispielsweise eines Ozeans - platziert. Die Kopplungskörper 3 sind im gezeigten Beispiel profiliert ausgeführt, können jedoch ebenso als Flettner-Rotoren, d.h. Zylinder mit zusätzlich Eigenrotation, ausgeführt sein. Zweckmäßigerweise steht für jeden der Kopplungskörper 3 eine Versteileinrichtung 5 mit mindestens einem Freiheitsgrad zur Verfügung, um die Ausrichtung (z.B. "Pitchwinkel", d.h. der Winkel zwischen Profilsehne und Tangentialgeschwindigkeit) des jeweiligen Kopplungskörpers zu verändern und damit die Wechselwirkung zwischen Gewässer und Kopplungskörper zu beeinflussen. Der Frei- heitsgrad der Versteileinrichtungen wird hier durch Verstellparameter (Pitchwinkel) beschrieben. Alternativ kann im Fall von Flettnerrotoren als Kopplungskörper auch die Rotationsgeschwindigkeit der Flettnerrotoren angepasst werden. Bei den Versteileinrichtungen handelt es sich vorzugsweise um hydraulische und/oder elektromotorische und/oder pneumatische Versteileinrichtungen. Vorzugsweise weist der Wellenenergiekonverter 1 auch Sensorik 6 zum Erfassen der aktuellen Verstellung auf. Die Komponenten 2, 3, 4, 5, 6 sind Bestandteile eines Rotors 1 1 , welcher um eine Rotordrehachse x rotiert. Diese ist weitgehend horizontal orientiert. Im Normalbetrieb ist der Rotor vollständig getaucht. FIG. 1 shows a wave energy converter 1 with a rotor base 2, a housing 7 and four coupling bodies 3 fastened to the rotor base 2 via lever arms 4. The lever arms 4 are arranged on each rotor side in a basic position at an angle of 180 ° to one another. The wave energy converter 1 is placed for operation below the water surface of a wavy body of water - for example, an ocean. The coupling bodies 3 are profiled in the example shown, but may also be used as Flettner rotors, i. Cylinder with additional self-rotation, be executed. Conveniently, there is at least one degree of freedom for each of the coupling bodies 3 to adjust the orientation (e.g., "pitch angle," i.e., the angle between chord and tangential velocity) of the respective coupling body, thereby affecting the interaction between the body of water and the coupling body. The degree of freedom of the adjusting devices is described here by adjusting parameters (pitch angle). Alternatively, in the case of Flettner rotors as coupling bodies, the rotational speed of the Flettner rotors can also be adapted. The adjusting devices are preferably hydraulic and / or electromotive and / or pneumatic adjusting devices. Preferably, the wave energy converter 1 also sensor 6 for detecting the current adjustment. The components 2, 3, 4, 5, 6 are components of a rotor 1 1, which rotates about a rotor axis x. This is oriented largely horizontally. In normal operation, the rotor is completely submerged.
Der Rotor 1 1 ist relativ zum Gehäuse 7 drehbar gelagert. Das Gehäuse 7 ist im gezeigten Beispiel drehfest mit einem Ständer eines direktgetriebenen Generators zur Stromerzeugung verbunden, der Rotor 1 1 (hier die Rotorbasis 2) ist drehfest mit einem Läufer dieses direktgetriebenen Generators verbunden. Es kann ebenso vorteilhaft ein Getriebe zwischen Rotorbasis und Generatorläufer vorgesehen sein. Eine Recheneinheit, die dazu eingerichtet ist, ein erfindungsgemäßes Verfahren durchzuführen, ist innerhalb des Gehäuses 7 angeordnet und dient zur Steuerung des Betriebs des Wellenenergiekonverters 1. Nicht dargestellt ist eine vorgesehene Befestigung des Wellenenergiekonverters 1 am Meeresgrund, die beispielsweise durch ein Mooringsystem und vorzugsweise durch einen Monopile erfolgen kann. Im Rahmen der Erfindung wird nun eine Abweichung der bisher geforderten Orthogonalität zwischen Rotorachse (x-Achse) und der Ausbreitungsrichtung der anströmenden Wellen akzeptiert. Herkömmlicherweise wird der Wellenenergiekonverter so ausgerichtet, dass die Ausbreitungsrichtung der anströmenden Wellen in der y-z-Ebene liegt. Im Rahmen der Erfin- dung wird nun eine Abweichung um einen Winkel φ akzeptiert oder sogar eingestellt, d.h. die Ausbreitungsrichtung der anströmenden Wellen schließt mit der y-z-Ebene den Winkel φ ein. Der Winkel φ tritt in entsprechender Weise auch zwischen den Wellenkammlinien (senkrecht zur Ausbreitung) und der Rotorachse (x-Achse) auf In Figur 2 ist eine von einem Wellenenergiekonvertermodell erzeugte Leistung P gegen den Winkel φ in [°] aufgetragen. Es handelt sich hierbei um Messergebnisse, die bei Versuchen mit einem unter dem Winkel φ angeströmten Wellenenergiekonvertermodell in einem Wellentank ermittelt wurden. Hierbei wurden Anstellwinkel von 0° - 42° getestet, woraus sich aus Symmetriegründen ein Öffnungswinkel von 84° ergibt, der an vielen potentiellen Standorten von Wellenenergiekraftwerken bereits alle einlaufenden Wellen abdeckt. Es ist erkennbar, dass die Leistungsabnahme bei Schräganströmung relativ gering ausfällt. Insbesondere führt eine Verdrehung von bis zu ca. 25° zu keiner übermäßigen Leistungsabnahme. Überraschenderweise konnte für kleinere Drehwinkel (im vorliegenden Beispiel in einem Bereich um ca. 13°) sogar eine Zunahme der erzeugten Leistung festgestellt werden. The rotor 1 1 is rotatably mounted relative to the housing 7. The housing 7 is rotatably connected in the example shown with a stator of a directly driven generator for generating electricity, the rotor 1 1 (here the rotor base 2) is rotatably connected to a rotor of this directly driven generator. It may also be advantageous to provide a gearbox between rotor base and generator rotor. An arithmetic unit, which is adapted to perform a method according to the invention, is disposed within the housing 7 and serves to control the operation of the wave energy converter 1. Not shown is an intended attachment of the wave energy converter 1 to the seabed, for example by a Mooringsystem and preferably by a Monopile can be done. In the context of the invention, a deviation of the previously required orthogonality between the rotor axis (x-axis) and the propagation direction of the incoming waves is now accepted. Conventionally, the wave energy converter is aligned so that the propagation direction of the incoming waves lies in the yz plane. In the context of the invention, a deviation is now accepted or even adjusted by an angle φ, ie the propagation direction of the incoming waves includes the angle φ with the yz plane. The angle φ also occurs in a corresponding manner between the wave crest lines (perpendicular to the propagation) and the rotor axis (x axis). In FIG. 2, a power P generated by a wave energy converter model is plotted against the angle φ in [°]. These are measurement results which were determined in experiments with a wave energy converter model flown at an angle φ in a wave tank. At this angle of attack were tested from 0 ° - 42 °, which results in symmetry reasons an opening angle of 84 °, which already covers all incoming waves at many potential locations of wave energy power plants. It can be seen that the power decrease with oblique flow is relatively small. In particular, a rotation of up to about 25 ° does not lead to an excessive decrease in performance. Surprisingly, for smaller angles of rotation (in the present example in a range of about 13 °) even an increase in the power generated could be determined.

Claims

Ansprüche 1. Verfahren zum Betreiben eines Wellenenergiekonverters (1 ) zur Umwandlung von Energie aus einer Wellenbewegung eines welligen Gewässers, wobei die Wellenbewegung eine Ausbreitungsrichtung hat, Claims 1. A method of operating a wave energy converter (1) for converting energy from wave motion of a wavy body of water, the wave motion having a propagation direction,
wobei der Wellenenergiekonverter (1 ) einen um eine Rotordrehachse (x) drehbar gelagerten Hebelarm (4), der einen Kopplungskörper (3) trägt, und einen mit dem drehbar ge- lagerten Hebelarm (4) gekoppelten Energiewandler (2,7) aufweist,  wherein the wave energy converter (1) has a lever arm (4) rotatably mounted about a rotor rotational axis (x) and carrying a coupling body (3), and an energy converter (2,7) coupled to the rotatably mounted lever arm (4),
dadurch gekennzeichnet, dass der Wellenenergiekonverter (1 ) so bezüglich der Wellenbewegung ausgerichtet wird, dass während des Betriebs die Rotordrehachse (x) mit der Ausbreitungsrichtung der Wellenbewegung einen Winkel (φ) ungleich 90° einschließt.  characterized in that the wave energy converter (1) is aligned with respect to the wave motion, that during operation, the rotor rotational axis (x) with the propagation direction of the wave motion includes an angle (φ) not equal to 90 °.
2. Verfahren nach Anspruch 1 , wobei der Winkel (φ) mindestens um 1 °, bevorzugt mindestens um 3°, besonders bevorzugt mindestens um 5°, ganz besonders bevorzugt mindestens um 7° und/oder höchstens um 25°, bevorzugt höchstens um 20°, besonders bevorzugt höchstens um 17°, ganz besonders bevorzugt höchstens um 15° von 90° abweicht. 2. The method of claim 1, wherein the angle (φ) at least 1 °, preferably at least 3 °, more preferably at least 5 °, most preferably at least 7 ° and / or at most 25 °, preferably at most 20 °, more preferably at most by 17 °, most preferably at most by 15 ° deviates from 90 °.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, wobei der Winkel (φ) so vorgegeben wird, dass eine im Vergleich zu einer senkrechten Ausrichtung zwischen Rotordrehachse (x) und Ausbreitungsrichtung der Wellenbewegung erhöhte Umwandlung von Energie erreicht wird. 3. The method of claim 1 or 2, wherein the angle (φ) is set so that in comparison to a vertical alignment between the rotor rotational axis (x) and propagation direction of the wave motion increased conversion of energy is achieved.
4. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei der Wellenenergiekonver- ter (1 ) während des Betriebs nicht bezüglich der Ausbreitungsrichtung der Wellenbewegung ausgerichtet wird. 4. The method according to any one of the preceding claims, wherein the Wellenenergiekonver- ter (1) is not aligned during operation with respect to the propagation direction of the wave motion.
5. Verfahren nach Anspruch 4, wobei eine über einen Zeitraum resultierende Ausbreitungsrichtung der Wellenbewegung ermittelt wird und der Wellenenergiekonverter (1 ) so be- züglich der Wellenbewegung ausgerichtet wird, dass während des Betriebs die Rotordrehachse (x) mit der resultierenden Ausbreitungsrichtung der Wellenbewegung einen Winkel (φ) gleich 90° einschließt. 5. The method according to claim 4, wherein a propagation direction of the wave motion resulting over a period of time is determined and the wave energy converter (1) is aligned with respect to the wave motion such that during operation the rotor rotational axis (x) forms an angle with the resulting propagation direction of the wave motion (φ) equal to 90 °.
6. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei der Wellenenergiekonverter (1 ) drehfest bezüglich des umgebenden Gewässers angeordnet wird. 6. The method according to any one of the preceding claims, wherein the wave energy converter (1) is arranged rotationally fixed with respect to the surrounding water.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei während des Betriebs ein Istwert des Winkels (φ) erfasst und auf einen Sollwert des Winkels (φ) geregelt wird. 7. The method according to any one of claims 1 to 3, wherein detected during operation, an actual value of the angle (φ) and is controlled to a desired value of the angle (φ).
8. Verfahren nach Anspruch 7, wobei ein Stelleingriff bei der Regelung nur stattfindet, wenn ein Regelfehler zwischen Istwert des Winkels (φ) und Sollwert des Winkels (φ) einen Abweichungsschwellwert überschreitet. 8. The method of claim 7, wherein a control intervention takes place only when a control error between the actual value of the angle (φ) and setpoint of the angle (φ) exceeds a deviation threshold.
9. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die Wellenbewegung wenigstens zwei Ausbreitungsrichtungen hat, wobei der Wellenenergiekonverter (1 ) so bezüglich der Wellenbewegung ausgerichtet wird, dass während des Betriebs die Rotordrehachse (x) mit den wenigstens zwei Ausbreitungsrichtungen der Wellenbewegung jeweils einen Winkel (φ) ungleich 90° einschließt. 9. The method according to claim 1, wherein the wave movement has at least two propagation directions, wherein the wave energy converter is aligned with respect to the wave movement such that during operation the rotor rotational axis with the at least two propagation directions of the wave movement respectively forms an angle. φ) not equal to 90 °.
10. Verfahren nach Anspruch 9, wobei aus den wenigstens zwei Ausbreitungsrichtungen eine resultierende Ausbreitungsrichtung ermittelt wird und der Wellenenergiekonverter (1 ) so bezüglich der Wellenbewegung ausgerichtet wird, dass während des Betriebs die Rotor- drehachse (x) mit der resultierenden Ausbreitungsrichtung der Wellenbewegung einen Winkel (φ) gleich 90° einschließt. 10. The method of claim 9, wherein from the at least two propagation directions, a resultant propagation direction is determined and the wave energy converter (1) is aligned with respect to the wave motion, that during operation, the rotor rotational axis (x) with the resulting propagation direction of the wave motion at an angle (φ) equal to 90 °.
1 1. Recheneinheit, die dazu eingerichtet ist, ein Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche durchzuführen. 1 1. arithmetic unit, which is adapted to perform a method according to any one of the preceding claims.
12. Computerprogramm mit Programmcodemitteln, die eine Recheneinheit veranlassen, ein Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10 durchzuführen, wenn sie auf der Recheneinheit, insbesondere nach Anspruch 1 1 , ausgeführt werden. 12. Computer program with program code means which cause a computing unit to perform a method according to one of claims 1 to 10, when they are executed on the computing unit, in particular according to claim 1 1.
13. Maschinenlesbares Speichermedium mit einem darauf gespeicherten Computerprogramm nach Anspruch 12. 13. A machine-readable storage medium with a computer program stored thereon according to claim 12.
Wellenenergiekonverter (1 ) zur Umwandlung von Energie aus einer Wellenbewegung welligen Gewässers, aufweisend einen um eine Rotordrehachse (x) drehbar gelager- ten Hebelarm (4), der einen Kopplungskörper (3) trägt, einen mit dem drehbar gelagerten Hebelarm (4) gekoppelten Energiewandler (2,7) sowie eine Recheneinheit nach Anspruch Wave energy converter (1) for converting energy from a wave motion of undulating body of water, comprising a rotatably mounted around a rotor axis of rotation (x) th lever arm (4) carrying a coupling body (3), one with the rotatably mounted lever arm (4) coupled energy converter (2,7) and a computing unit according to claim
PCT/EP2014/057467 2013-05-06 2014-04-14 Alignment of a wave energy converter relative to the surrounding body of water WO2014180628A1 (en)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102013007667.6A DE102013007667A1 (en) 2013-05-06 2013-05-06 Alignment of a wave energy converter to the surrounding waters
DE102013007667.6 2013-05-06

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2014180628A1 true WO2014180628A1 (en) 2014-11-13

Family

ID=50489091

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/EP2014/057467 WO2014180628A1 (en) 2013-05-06 2014-04-14 Alignment of a wave energy converter relative to the surrounding body of water

Country Status (2)

Country Link
DE (1) DE102013007667A1 (en)
WO (1) WO2014180628A1 (en)

Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US1025929A (en) * 1911-07-13 1912-05-07 Henry J Snook Wave-motor.
GB2226572A (en) 1988-12-02 1990-07-04 Bio Rad Laboratories Apparatus for capillary electrophoresis
WO2001048374A2 (en) * 1999-12-29 2001-07-05 Gck Technology, Inc. Turbine for free flowing water
EP2003332A1 (en) * 2007-06-12 2008-12-17 Rehart GmbH Water power plant
WO2009093909A1 (en) * 2008-01-24 2009-07-30 Flucon As Turbine arrangement
US7686583B2 (en) 2006-07-10 2010-03-30 Siegel Aerodynamics, Inc. Cyclical wave energy converter
DE102011105177A1 (en) 2011-06-17 2012-12-20 Robert Bosch Gmbh Method for operating a wave energy converter and wave energy converter
DE102011105170A1 (en) 2011-06-17 2012-12-20 Robert Bosch Gmbh Wave energy converter and method of operating a wave energy converter
DE102011105178A1 (en) 2011-06-17 2012-12-20 Robert Bosch Gmbh Wave energy converter and method for operating a wave energy converter
DE102011105169A1 (en) 2011-06-17 2012-12-20 Robert Bosch Gmbh Method for operating a wave energy converter and wave energy converter

Patent Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US1025929A (en) * 1911-07-13 1912-05-07 Henry J Snook Wave-motor.
GB2226572A (en) 1988-12-02 1990-07-04 Bio Rad Laboratories Apparatus for capillary electrophoresis
WO2001048374A2 (en) * 1999-12-29 2001-07-05 Gck Technology, Inc. Turbine for free flowing water
US7686583B2 (en) 2006-07-10 2010-03-30 Siegel Aerodynamics, Inc. Cyclical wave energy converter
EP2003332A1 (en) * 2007-06-12 2008-12-17 Rehart GmbH Water power plant
WO2009093909A1 (en) * 2008-01-24 2009-07-30 Flucon As Turbine arrangement
DE102011105177A1 (en) 2011-06-17 2012-12-20 Robert Bosch Gmbh Method for operating a wave energy converter and wave energy converter
DE102011105170A1 (en) 2011-06-17 2012-12-20 Robert Bosch Gmbh Wave energy converter and method of operating a wave energy converter
DE102011105178A1 (en) 2011-06-17 2012-12-20 Robert Bosch Gmbh Wave energy converter and method for operating a wave energy converter
DE102011105169A1 (en) 2011-06-17 2012-12-20 Robert Bosch Gmbh Method for operating a wave energy converter and wave energy converter

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
"Wave power variability over the northwest European shelf seas", APPLIED ENERGY, vol. 106, 2013, pages 31 - 46

Also Published As

Publication number Publication date
DE102013007667A1 (en) 2014-11-06

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE10205988B4 (en) Wind turbine
EP2134961B1 (en) Underwater power station and method for operating an underwater power station
EP2469078B1 (en) Wind energy hybrid rotor
EP2665923B1 (en) System and method for extracting energy from sea waves
WO2016124250A1 (en) Platform device
WO2006015850A2 (en) Wind turbine comprising a solar transducer
EP2140136B1 (en) Wind power plant
EP2435691B1 (en) Power converting device for converting wave energy
EP2539578B1 (en) Wave power plant
DE202011000798U1 (en) Canal as a pumped storage power plant
EP2522847B1 (en) Flow power plant park and method for its production
DE102009060895A1 (en) Wind turbine with a first rotor
WO2014180628A1 (en) Alignment of a wave energy converter relative to the surrounding body of water
DE102011101368A1 (en) Flow power plant and method for its operation
DE102011118263A1 (en) Renewable offshore energy plant
DE102009051117A1 (en) Horizontal runner turbine with passive yaw angle adjuster
DE102011009688A1 (en) Wave-energy machine for producing circumferential orbital flow of waves of water via rotor for converting wave energy of waters into useful energy, has rotor and rotor shaft pivoted around stationary bearing with circulating orbital flow
DE202015102425U1 (en) Rotatable platform device for offshore wind turbines
EP4067640A1 (en) Marine turbine power plant
DE102021130303A1 (en) ocean current power plant
DE102010054357A1 (en) Wave energy transformer for use in off-shore wind-power plant, has energy converter machine arranged, such that relative movement of float is converted into energy form, and drive adjusting middle depth in which float is arranged in water
EP2249028B1 (en) Fluid flow power plant
DE102014204248A1 (en) Method for operating a wave energy plant and wave energy plant
WO2014009441A1 (en) Hydroelectric power plant for irregular flow conditions
DE102013216339A1 (en) Control of the rotational speed of a rotating wave energy plant as a function of the flow velocity

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 14717745

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 14717745

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1