[发明专利]用于产生电能的系统

说明书

技术领域

本发明涉及用于从可再生能源中产生电能的系统，该系统包括多个发电机组。

本发明也涉及电网以及用于为电网提供能量的方法。

本申请中的表达大海也应当被理解为大的内陆湖。

背景技术

在大海和大的内陆湖中的波浪运动构成了至今还几乎未开发的潜在能源。这与大海中水下的水流和海上的风有关。尽管已有许多利用这些可再生能源来驱动发电机的不同的发电机组设想，但以此方式生产的能源的量是微不足道的。其主要原因是经济方面的。实现这样的具有经济竞争性的机组还存在问题。通常从这些机组输出的功率很小。因此需要大量这样的机组以获得显著级别的功率，才能够与诸如水力、核能以及用化石燃料为动力的机组这样的传统能源相竞争。

基于这些可再生能源而实现具有经济竞争力的能量产生系统，其挑战一方面是以低成本提供高效的发电机组，另一方面是提供可以包括大量这样的发电机组的最优化系统。对于以大型商业规模产生和提供能量以向电网提供电能来说，后一方面是关键方面。本发明着重于这一方面。

WO03/058055公开了包括线性发电机的波浪动力单元。该单元的设计使得其以较低成本有效地产生电能。该参考文献也公开了多个这样的单元如何能够连接到多个开关设备，以及每个开关设备如何连接到为基于陆地的接收站提供能量的中间站。因此，该参考文献公开了一种包括许多发电机组的系统，发电机组的输出被收集到处于中间站和基于陆地的接收站之间的缆线中。因此，该公开的系统能够以比单个发电机组输出的功率高许多倍的功率来提供电能。典型地，单个机组提供10kW级别的功率，而该系统总共将可提供约为300kW功率的能量。

然而，在大多数情况下，这远不足以实现竞争性的能量供应系统。而且，该公开的系统受限于仅向能够连接到电网的特定地点供电。

本发明的目的在于提供一种用于从可再生能源中产生电能的系统，对于向普通电网提供能量，该系统在技术上和商业上是具有竞争力的。

本发明的另一个目的是提供具有高度灵活性的关于向网络供电的系统。

发明内容

这些目的是这样实现的：所讨论的这种系统包括特定特征，该系统包括多个初级中间站和至少一个次级中间站，每个初级中间站连接到多个开关设备，该至少一个次级中间站连接到多个初级中间站并连接到基于陆地的电网，并且该系统包括允许选择性地将至少一个次级中间站连接到电网中的不同位置的开关装置。

根据本发明，通过在级联连接中的至少两级上提供中间站，将可能创建一种具有极大数量的发电机组的系统，使得该系统的共同的输出在向通常的网络供电时，也将具有足够竞争性的水平。

如果每个发电机组具有10kW的功率，通过将次级中间站连接到约10个初级中间站、将每个初级中间站连接到约5个开关设备以及将每个开关设备连接到约10个发电机组，该系统的输出将达到5MW的级别。

基于将多个发电机组连接到开关设备、将多个这样的开关设备连接到初级中间站以及将多个这样的初级中间站连接到次级中间站的原则的级联连接具有许多优势：

-由于采用级联方式，其使得系统易于管理并且简化了维护，从而具有该具有极大数量发电机组的系统变得非常合理化和结构化。

-万一系统中的一部分出现了故障，该系统的其余部分将能够不受影响地运行。

-所有开关设备可以实际上相同，所有初级中间站也可以相同，这就允许具有成本效益地制造这些部件。

-这些部件中的每一个都可以是为明确的目标、明确的功率电平来设计的，并且包括允许合理地制造和维护的明确部件。

-由于缆线和电流的电参数可以最优地适用于该系统的每一级，所以该结构化的模式使损耗最小化。

通过设计该系统以使其可以连接到电网中的不同部分，从而该系统具有高度灵活性。

因此，本发明的系统允许以高功率、并在商业竞争范围内、以及高灵活性地从这些可再生能源中产生电能。

根据优选实施例，该系统包括连接到多个初级中间站的多个次级中间站。

从而该系统将适合于包括更多的发电机组。

根据另一优选实施例，该系统包括第三级中间站，该第三级中间站连接到多个次级中间站。

其描述了这样一种系统，其中，在级联模式中到达另一级的措施是完整的。如果第三级中间站连接到8个次级中间站，则来自第三级中间站的功率将会达到40MW的级别。因此，在可以使用相当大量的发电机组的情况下，该实施例强调上述的级联模式的优势。

根据另一优选实施例，初级中间站中的至少一些位于海中。