[发明专利]用于改进的水转子的系统和方法

说明书

技术领域

本披露总体上涉及用于经由水动力产生电能的系统和方法、并且更具体地涉及用于改进的水转子和/或水轮机的系统和方法。

背景技术

使用可再生能源仍是满足能量需求而同时实质性降低环境影响的一个重要因素。例如，太阳能、水能和水资源技术持续地降低成本并提高效率，而同时实际上消除了不利的环境影响。然而许多常规的可再生资源产能技术需要大量的资产和/或不动产来实施。例如，关于水力发电设施，典型的水转子可能建造起来昂贵和/或可能要求位于快速运动的水中。被设计用于通过水的能量流来旋转的水转子典型地落入两个宽范畴中：带桨叶的螺旋桨或涡轮机系统，它们使用以大于水流速度的速度旋转的桨叶来转化能量从而产生电力；以及替代地一个范畴是典型地低效萨窝纽斯式水转子，它们以比水流慢的速度捕获流动从而将能量直接转换成转矩。典型的萨窝纽斯式水转子或萨窝纽斯式涡轮机将具有大致0.08(或8％)的功率系数(“CoP”),从而使得它们从经济性观点来看对于使用是低效的。第一范畴“螺旋桨状”系统尽管非常高效，但要求相对快的水流动以捕获能量、是相对脆弱的并且以大尺寸建造是相对昂贵的。替代地，萨窝纽斯式水转子可以在非常慢的水速下运行并且建造和运行是相对低廉的。

因此，对于解决了在现有技术中存在的这些和其他问题的、用于改进的水转子的系统和方法存在着需要。

附图说明

图1A至1C是根据一些实施例的系统的框图。

图2A至2C是根据一些实施例的水转子的侧视图。

图3展示了根据一些实施例的一种转子。

图4是根据一些实施例的一种水转子的前视图。

图5是根据一些实施例的一种水转子的侧视图。

图6和7是根据一些实施例的水流动型态。

图8是根据一些实施例的一种系统的框图。

图9是根据一些实施例的一种方法的流程图。

图10展示了根据一些实施例的一种可运输的水转子。

图11展示了根据一些实施例的一种经部署的水转子。

图12是根据一些实施例的具有多个侧向发电机的一种水轮机的前视图。

图13是根据一些实施例的具有一个中心发电机的一种水轮机的前视图。

图14展示了根据一些实施例在多种水速下的潜在发电。。

具体实施方式

根据一些实施例，提供了用于系留式水转子和/或水轮机的系统和方法。响应于正常水力而围绕水平轴线旋转的系留式水轮机可以用于例如产生电能。在一些实施例中，系留式水轮 机可以是至少略微漂浮的。根据一些实施例，这些涡轮机至少部分地通过麦格纳斯效应或萨窝纽斯(Savonius)效应和/或其他提升效应而保持更加垂直而较少偏斜。例如，这样的涡轮机可以是相对低廉的、容易部署的和/或管理的、和/或可以另外提供超过之前系统的优点。根据一些实施例，在紧急情况下、按照需要、和/或在移动应用中部署小型系留式水轮机。在一些实施例中，可以部署许多更大的涡轮机(例如，几百米长或更大的)。一些实施例可以提供捕获低速水流中的水流动能量而且还能够产生高动力输出的能力，这类似于螺旋桨状的带桨叶系统，甚至高达CoP大致为0.30(或30％)的能量提取，比典型的萨窝纽斯型水转子大了300％以上。作为一个系留式装置，部署可能不需要支柱或其他刚性的保持设备。进一步，水转子可能比水更重或更轻，这可能允许一个单元直立地或倒置地高效运行。从上方被浮标、船只或桥梁固定，或替代地从底部被锚定而向上漂浮以在水道交通下方的水流中运转等等。

首先参见图1A，示出了根据一些实施例的一种系统100的框图。描绘在此说明的这些不同的系统是用于解释而并非限制所描述的这些实施例。可以使用在此说明的这些系统的不同的类型、布局、量和构型而不背离某些实施例的范围。可以使用比关于在此说明的这些系统所示出的更少或更多的部件而不背离某些实施例的范围。