Istotą rozwiązania wynalazku jest konstrukcja elektrowni z turbiną wodną, która ma łopaty w linii śrubowej nawinięte na zewnętrznej powierzchni szczelnego walca — wału obrotowego o dużej porowatości, wypełnionego powietrzem, z wałem napędowym, w którym układ funkcjonalny ma postać cylindrycznego zbiornika wyporowego z możliwością pływania na powierzchni lub usytuowania innej korzystnej głębokości cieku, podczas przetwarzania energii jego strumienia.

Charakterystyka rozwiązania

Układ kinematyczny walca jest obustronnie ułożyskowany i sprzężony z przekładnią zwiększającą prędkość obrotową, zakończony generatorem. Korpus turbiny ma postać nieruchomego cylindra, który ma na wejściu wody dyfuzor. Obudowa turbiny jest unieruchomiona przez łączniki, które są zakotwiczone za pomocą cięgien. Pływająca elektrownia z turbiną wodną ze wzdłużnymi zwojami w postaci łopaty śrubowej na obwiedni walca składa się z porowatego, wyporowego, pływającego walca, szczelnie wypełnionego powietrzem, który zakończony jest obustronnie obrotowym wałem, zaś na obwodzie walca wzdłuż linii śrubowej nawinięte są zwoje tworzące łącznie łopatę.

Całość obudowana jest perforowanym korpusem, w którego części górnej — na wlocie czynnika roboczego usytuowany jest dyfuzor w postaci kołnierza o skośnych ścianach, który wzmaga przejmowanie energii cieku. Ruch obrotowy poprzez wał przenoszony jest za pomocą przekładni mechanicznej przyspieszającej na zespół roboczy generatora energii elektrycznej. Elektrownia posadowiona jest na cieku wodnym, przez zablokowanie po obu stronach linami z zakotwiczeniem. Kierunek obrotów wyporowego walca z łopatami wynika bezpośrednio z kierunku nawinięcia na nim zwoju łopaty wirnika. Energia elektryczna, powstająca w generatorze odprowadzana jest przewodem elektrycznym.

Zalety pływającej elektrowni

Turbina wodna wraz z urządzeniami przetwarzania energii strumienia wody, według wynalazku odznacza się prostą i zwartą konstrukcją, ma niewielką liczbę elementów składowych. Walec ze śrubowymi łopatami zabezpieczający przed niszczeniem żywych organizmów, w tym ryb, narybku i innych zwierząt wodnych, powoduje powstawanie wysokiego momentu obrotowego, zgodnie z równaniem Stokesa, a wielokrotność linii śrubowej z dużym kątem zwoju — powoduje niskie opory ruchu, zgodnie z zależnością Reynoldsa. Ukształtowanie geometryczne powierzchni roboczej, zwojów śrubowych wirnika dodatkowo wywołuje efekt Magnusa, podwyższając sprawność działania.

Zastosowanie elektrowni

Przedmiot wynalazku może znaleźć zastosowanie w ciekach wodnych przepływowych, w postaci niekonwencjonalnego źródła energii odnawialnej (OZE, renewable energy sources — RES), szczególnie zaś w miejscach niedoboru i braku dostępu do sieci energetycznej. Urządzenie to może służyć do napędu maszyn i urządzeń elektrycznych bez stosowania innych źródeł energii, np. pomp nawadniających, oświetlenia i innych, również do celów edukacyjnych i popularyzujących procesory energii wodnej.

Kontakt z Brokerem Technologii
Regionalne Centrum Innowacyjności Centrum Transferu Technologii, Uniwersytet Technologiczno - Przyrodniczy im. Jana i Jędrzeja Śniadeckich w Bydgoszczy

Dorota Flizikowska

tel. +48 52 340 85 83, +48 662 149 036

e-mail: dorota.flizikowska@utp.edu.pl