ΕΚΜΕΤΑΛΛΕΥΣΗ ΤΟΥ ΘΑΛΑΣΣΙΟΥ ΚΥΜΑΤΟΣ ΓΙΑ ΠΑΡΑΓΩΓΗ ΣΥΜΠΙΕΣΜΕΝΟΥ ΑΕΡΑ ΚΑΙ ΑΝΤΛΗΣΗ ΘΑΛΑΣΣΙΟΥ ΝΕΡΟΥ

Transcript

1 ΕΚΜΕΤΑΛΛΕΥΣΗ ΤΟΥ ΘΑΛΑΣΣΙΟΥ ΚΥΜΑΤΟΣ ΓΙΑ ΠΑΡΑΓΩΓΗ ΣΥΜΠΙΕΣΜΕΝΟΥ ΑΕΡΑ ΚΑΙ ΑΝΤΛΗΣΗ ΘΑΛΑΣΣΙΟΥ ΝΕΡΟΥ Νικόλαος Μαρσέλλος Διπλωματούχος Ηλεκτρολόγος Μηχανικός Πολυτεχνείου Άαχεν Γερμανίας ης Σεπτεμβρίου, 3000 Αγρίνιο Τηλέφωνο: 9 ΠΕΡΙΛΗΨΗ Πλωτήρας εγκλωβισμένος σε ικρίωμα, που είναι θεμελιωμένο στο θαλάσσιο βυθό και εξέχει του υψηλότερου κύματος, επιπλέει τροχοδρομώντας άνω και κάτω με τροχούς σε διαμετρικά αντίθετες πλευρές επί σιδηροτροχιών του ικριώματος στο ανεβοκατέβασμα του κύματος. Ο πλωτήρας διαθέτει άνω αξονικά σωλήνα, που παρασύρει σε κίνηση άμεσα διωστήρα αεροσυμπιεστή, που είναι επάνω στο ικρίωμα ή μέσω μοχλού παραπλεύρως σε άλλο ικρίωμα, τον διωστήρα αεροσυμπιεστή αντεστραμμένου προς παραγωγή συμπιεσμένου αέρα για κλιματισμό, κίνηση δι αεροκινητήρων συσκευών, εργαλείων, ηλεκτρογεννητριών. Αντικαθιστώντας τον αεροσυμπιεστή με αντλία, αντλούμε θαλάσσιο νερό υψηλότερα της θάλασσας σε παραλιακές δεξαμενές ή αύλακες, το οποίο πέφτοντας στη θάλασσα κινεί μέσω υδροστρόβιλου ηλεκτρογεννήτρια προς παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας, δημιουργούμε αλυκές στη στεριά και με τη συμπύκνωση των υδρατμών του θαλάσσιου νερού των αλυκών από τον ήλιο σε διαφανή νάιλον φύλλα, παράγομε πόσιμο νερό.. ΕΙΣΑΓΩΓΗ Πλωτήρας (3) Σχέδιο, Σχέδιο κυλινδρικός ή σφαιρικός ή άλλου σχήματος συμμετρικού, ως προς άξονα, επιπλέει στην επιφάνεια της θάλασσας ή λίμνης, που έχει τη δυνατότητα να παρουσιάσει μεγάλη κυμάτωση (). Το υλικό του πλωτήρα μπορεί να είναι μεταλλικό ή από άλλο υλικό αντοχής, κενό ή συμπαγές, ανάλογα με τη δυνατότητά του να επιπλέει Σχέδιο Σχέδιο

2 Ο πλωτήρας πλευρικά διαθέτει σε θέσεις εκ διαμέτρου αντίθετες τροχούς, αυλακωτούς στην περιφέρειά τους (τροχαλίες) ή ρουλεμάν, αυλακωτά στην περιφέρειά τους (όπως οι τροχαλίες) έτσι, ώστε να μπορούν να τροχοδρομούν σε κατακόρυφες σιδηροτροχιές. Οι τροχοί αυτοί () προεξέχουν του πλωτήρα μερικώς, όσο χρειάζεται, Σχέδιο, οπότε το υπόλοιπο μέρος αυτών βρίσκεται σε εσοχή του πλωτήρα ή προεξέχουν εξ ολοκλήρου, Σχέδιο. Στον πλωτήρα, στο μέσον της οροφής του, αξονικά και κατακόρυφα είναι στερεωμένος σωλήνας () μεταλλικός ή από άλλο υλικό μεγάλης αντοχής. Ο άξονας αυτός θα μπορούσε να είναι διαμπερής στον πλωτήρα, αλλά πολύ καλά μονωμένος υδατοστεγώς στα σημεία που διέρχεται από τον πλωτήρα, εκτός αν το υλικό του πλωτήρα είναι συμπαγές, που να επιπλέει όμως στο νερό. Σχέδιο και Σχέδιο. Ο πλωτήρας αυτός είναι εγκλωβισμένος μέσα σε ικρίωμα () μεταλλικό ή από άλλο υλικό αντοχής Σχέδιο, ή και από μπετόν οπλισμένο () Σχέδιο, θεμελιωμένο στο βυθό της θάλασσας. Στο μέσον των απέναντι πλευρών του ικριώματος είναι στερεωμένες κατακόρυφα δύο σιδηροτροχιές () ή από άλλο σκληρό υλικό αντοχής, επάνω στις οποίες τροχοδρομούν οι τροχοί του πλωτήρα. Σχέδιο και Σχέδιο. Στην οροφή του ικριώματος, στο μέσον είναι εγκατεστημένοι δύο τροχοί (5) ανοξείδωτοι με αυλάκι (τροχαλίες) ή ρουλεμάν με αυλάκι έτσι, ώστε ο κατακόρυφος σωλήνας στο μέσον της οροφής του πλωτήρα να διέρχεται εφαπτόμενα ανάμεσα από τα αυλάκια των δύο τροχών. Σχέδιο και Σχέδιο. Αντί δε των δύο τροχών με αυλάκι, μπορεί να εγκατασταθεί στην οροφή του μέσου του ικριώματος, ρουλεμάν παλινδρομικής κινήσεως, μέσα από το οποίο να διέρχεται ο κατακόρυφος σωλήνας του πλωτήρα. Έτσι ο πλωτήρας μπορεί και να ανεβαίνει και να κατεβαίνει με την άνοδο και κάθοδο του κύματος, εγκλωβισμένος μέσα στο ικρίωμα, διατηρώντας τον άξονά του πάντα στην ίδια νοητή κατακόρυφο. Το βάθος της θάλασσας στη θέση που βρίσκεται το ικρίωμα και το ικρίωμα είναι τέτοιου μεγέθους, ώστε ο πλωτήρας που περιέχεται στο ικρίωμα και επιπλέει στο νερό να έχει περιθώριο, αφενός μεν στη χαμηλότερη θέση του κύματος, ο πυθμένας του πλωτήρα να μην είναι δυνατόν να χτυπήσει στη βάση του ικριώματος, αφετέρου δε στην υψηλότερη θέση του κύματος, η οροφή του πλωτήρα να μην είναι δυνατόν να χτυπήσει στην οροφή του ικριώματος. Τα μεγέθη αυτά, του ικριώματος, του πλωτήρα και του βάθους της θάλασσας κάτω από τον πλωτήρα εξαρτώνται και επιλέγονται ανάλογα με το μέγιστο κύμα, που είναι δυνατόν να παρουσιαστεί στην περιοχή αυτή της θάλασσας. Πάντως καλό είναι να υπάρχουν και αποσβεστήρες κρούσεως στο ικρίωμα και στον πλωτήρα για την περίπτωση ξαφνικού, μη αναμενόμενου μεγάλου κύματος. Το κύμα ανεβάζει και κατεβάζει τον πλωτήρα, ο οποίος τροχοδρομεί στις σιδηροτροχιές του ικριώματος, ο δε κατακόρυφος σωλήνας στο μέσον της οροφής του πλωτήρα ανεβαίνει και κατεβαίνει κι αυτός (παλινδρομεί), διερχόμενος μέσα από τα αυλάκια των δύο εγκατεστημένων στο μέσον της οροφής τροχών ή από το ρουλεμάν παλινδρομικής κινήσεως. Η εκμετάλλευση της παλινδρομικής αυτής κινήσεως του κατακόρυφου σωλήνα στο μέσον της οροφής του πλωτήρα γίνεται ως εξής:. Αναρρόφηση και συμπίεση αέρα από αεροσυμπιεστή προς παραγωγή συμπιεσμένου αέρα Επάνω στην οροφή του ικριώματος στερεώνομε έναν αεροσυμπιεστή (9), του οποίου ο διωστήρας (8) είναι συνδεδεμένος αξονικά με το σωλήνα του πλωτήρα. () Σχέδιο 3 και Σχέδιο.

3 Σχέδιο 3 Σχέδιο Όταν η θάλασσα δεν έχει κύμα, το έμβολο (0) του αεροσυμπιεστή βρίσκεται στο μέσον του μήκους του αεροσυμπιεστή. Οι βαλβίδες αναρροφήσεως () και καταθλίψεως () βρίσκονται στο επάνω μέρος του αεροσυμπιεστή. Το μήκος του αεροσυμπιεστή πρέπει να είναι μεγαλύτερο από την κατακόρυφο απόσταση μεταξύ του χαμηλότερου σημείου του κύματος και του υψηλότερου σημείου αυτού, όπου βεβαίως λαμβάνομε υπόψη το μεγαλύτερο κύμα, που είναι δυνατόν να παρουσιαστεί στην περιοχή αυτή της θάλασσας με μία επί πλέον απόσταση ασφαλείας. Καθώς το κύμα ανεβαίνει, ανεβάζει τον πλωτήρα, οπότε ανεβαίνει ο σωλήνας του πλωτήρα και επομένως ανεβαίνει και ο διωστήρας του αεροσυμπιεστή, ανεβαίνει το έμβολο, συμπιέζεται ο αέρας του αεροσυμπιεστή, ανοίγει η βαλβίδα καταθλίψεως και συμπιέζεται ο αέρας σε σωληνώσεις, που οδηγούν σε αεροφυλάκια στη στεριά με βαλβίδες αντεπιστροφής. Όταν το κύμα κατεβαίνει, κατεβαίνει ο πλωτήρας με το σωλήνα του, ο οποίος παρασύρει το διωστήρα του αεροσυμπιεστή και το έμβολό του προς τα κάτω, οπότε ανοίγει η βαλβίδα αναρροφήσεως και εισέρχεται αέρας, ο οποίος καλό είναι να εισέρχεται από σωληνώσεις στη στεριά, ώστε να μην περιέχεται στον αέρα πολλή υγρασία. Τα αεροφυλάκια στη στεριά θα είναι πολλά, με βαλβίδες αντεπιστροφής και θα συνδέονται με δίκτυο σωλήνων σε μεγάλες αποστάσεις με άλλες μονάδες παραγωγής συμπιεσμένου αέρος από άλλα ικριώματα, που θα ευρίσκονται σε πολλές άλλες θέσεις και περιοχές της παραλίας. Αυτό το κάνομε για να συλλέγεται περισσότερος συμπιεσμένος αέρας. Στην περίπτωση των νησιών θα πρέπει να υπάρχουν μονάδες παραγωγής (ικριώματα) γύρω από το νησί, ώστε, όταν στη μία πλευρά του νησιού δεν έχει κύμα, να συλλέγεται συμπιεσμένος αέρας από άλλες πλευρές του νησιού, που είναι πολύ πιθανόν να έχουν κύμα και να οδηγείται και αυτός ο συμπιεσμένος αέρας στο ίδιο δίκτυο σωλήνων και αεροφυλακίων.αυτό το κάνομε για να μη χάνομε καμιά ευκαιρία συλλογής συμπιεσμένου αέρα κατά τη διάρκεια του ώρου. Οι σωλήνες του δικτύου θα διέρχονται από τα χωριά και τις πόλεις με παροχές στα σπίτια και καταστήματα. Ο συμπιεσμένος αέρας μπορεί να χρησιμοποιηθεί:

4 . Για κλιματισμό, οπότε μπορεί να παρέχεται αέρας, έτσι όπως είναι, να θερμαίνεται ή να ψύχεται.. Για κίνηση αεροκινητήρων, δια των οποίων θα μπορούν να κινηθούν διάφορες συσκευές σπιτιών ή εργαστηρίων, εργαλεία και μηχανήματα. 3. Για κίνηση αεροκινητήρων, δια των οποίων θα κινούνται γεννήτριες παραγωγής ηλεκτρικής ενέργειας, μικρές ή μεγάλες. Οι μικρές, για παροχή ηλεκτρικής ενέργειας μιας κατοικίας, ενός καταστήματος, ενός εργαστηρίου. Οι μεγάλες, για την παροχή ηλεκτρικής ενέργειας σε μία πολυκατοικία, γειτονιά, χωριό ή πόλη. Επειδή στις παραλίες υπάρχει και το ανακλώμενο κύμα από τις ακτές, που επηρεάζει τα προς την παραλία οδεύοντα κύματα, μπορούμε να κατασκευάσουμε μεγαλύτερου κόστους εγκαταστάσεις σε μεγαλύτερα βάθη. 3. Αναρρόφηση και συμπίεση αέρα από αεροσυμπιεστή μέσω μοχλού προς παραγωγή συμπιεσμένου αέρα Άλλος τρόπος εκμεταλλεύσεως της παλινδρομικής κινήσεως του κατακόρυφου σωλήνα στο μέσον της οροφής του πλωτήρα είναι ο εξής: Ο σωλήνας () του πλωτήρα παρασύρει σε κίνηση μοχλό (), ο οποίος παρασύρει σε κίνηση το διωστήρα (8) αεροσυμπιεστή (), που βρίσκεται στερεωμένος σε παραπλεύρως εγκατεστημένο ικρίωμα Σχέδιο 5, ή προέκτασή του από μπετόν οπλισμένου ικριώματος Σχέδιο Σχέδιο 5 Σχέδιο Το υπομόχλιο (9) του μοχλού στα μεταλλικά ικριώματα Σχέδιο 5 στερεώνεται σε γέφυρα μεταξύ των δύο ικριωμάτων και μάλιστα ο αεροσυμπιεστής () εδώ είναι αντεστραμμένος με το διωστήρα (8) επάνω και τις βαλβίδες αναρροφήσεως (5) και καταθλίψεως () κάτω. Στην περίπτωση αυτή μπορούμε να χρησιμοποιήσομε αεροσυμπιεστή μικρότερου μήκους ανάλογα με τη σχέση μεγεθών του μήκους των δύο μοχλοβραχιόνων, το ίδιο και στο σχέδιο. Για να αυξήσομε την πίεση στο δίκτυο σωληνώσεων που οδηγεί στα αεροφυλάκια συμπιέσεως αέρος, μπορούμε να οδηγούμε με σωλήνες την έξοδο του πρώτου αεροσυμπιεστή από τη βαλβίδα καταθλίψεως της ης μονάδος συμπιέσεως αέρος στη βαλβίδα αναρροφήσεως της αντλίας μιας ης μονάδος συμπιέσεως αέρος κ.ο.κ. κάνοντας πολλαπλή συμπίεση, ώστε να επιτύχομε μεγαλύτερες πιέσεις.

5 . Άντληση θαλάσσιου νερού από υδραυλική αντλία (μέσω μοχλού) προς τη στεριά σε υψηλότερες θέσεις, ως προς την επιφάνεια της θάλασσας Άλλος τρόπος εκμεταλλεύσεως της παλινδρομικής κινήσεως του κατακόρυφου σωλήνα στο μέσον της οροφής του πλωτήρα είναι ο εξής: Στην περίπτωση αντί του αεροσυμπιεστή στερεώνομε στην οροφή του ου ικριώματος μία αντλία νερού (), Σχέδιο και Σχέδιο 8, οπότε η βαλβίδα αναρροφήσεως () συνδέεται μέσω σωλήνα με τη θάλασσα. Στο άκρο του σωλήνα υπάρχει βαλβίδα αντεπιστροφής (ποτήρι) () Σχέδιο Σχέδιο 8 Η έξοδος της βαλβίδας καταθλίψεως () της αντλίας συνδέεται μέσω σωλήνα με δεξαμενές στη στεριά σε υψηλότερα σημεία της επιφάνειας της θάλασσας. Με τον τρόπο αυτό, αντί αέρος της περιπτώσεως, αντλείται νερό θαλασσινό. Το νερό αυτό μπορούμε να το χρησιμοποιήσουμε ως εξής:. Το οδηγούμε σε δίκτυο σωληνώσεων ή αυλάκια προς δεξαμενές, οπότε, αν οι μονάδες παροχής είναι πολλές, π.χ. αν υπάρχουν πολλές μονάδες στην παραλία ή γύρω από ένα νησί, που να παρέχουν στο ίδιο δίκτυο και σε μεγάλες δεξαμενές (κάτω από περιφερειακούς δρόμους γύρω από το νησί π.χ.), τότε είναι δυνατόν να γίνει χρήση υδροστροβίλων, που να κινούνται από την πτώση του νερού αυτού από τις δεξαμενές προς τη θάλασσα. Οι υδροστρόβιλοι αυτοί θα κινούν ηλεκτρικές γεννήτριες προς παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας.. Για τη δημιουργία αλυκών () Σχέδιο 9 στη στεριά σε οριζόντιες εκτάσεις, με περιτοίχισμα, ρηχές, σε αρκετά υψηλότερα επίπεδα από την επιφάνεια της θάλασσας προς παραγωγή άλατος. 3. Για την εκμετάλλευση του εξατμιζόμενου νερού των αλυκών () Σχέδιο 9 από τον ήλιο σε επιφάνειες διαφανών μεγάλων φύλλων (3) νάιλον (ή γυάλινων) τοποθετημένων σε ειδικές βάσεις () επάνω στις αλυκές υπό κλίση, όπου οι υδρατμοί θα συμπυκνώνονται και θα συλλέγονται σε αυλακωτούς συλλέκτες () ως πόσιμο νερό από τα κάτω άκρα των φύλλων. Σχέδιο 9.Αυτό μπορεί να χρησιμοποιηθεί σε παραθαλάσσια μέρη, όπου δεν υπάρχει πόσιμο νερό.

6 3 Σχέδιο 9. Για την ψύξη των αεροσυμπιεστών των Σχεδίων 3,, 5 και. Καλό θα είναι τα υλικά στην κατασκευή να είναι ανοξείδωτα.