1 002702 2 Область назначения изобретения
advertisement
1 Область назначения изобретения Настоящее изобретение относится к способам и устройствам для преобразования энергии, получаемой от океанских волн, в полезную энергию. Более конкретно, настоящее изобретение относится к преобразованию периодического движения волны на океанском побережье в полезную электрическую энергию. Известный уровень техники С незапамятных времен человек созерцал океан с благоговением и долгое время искал способы использовать его мощь в практических целях. Пожалуй, одной из величайших форм природной энергии, связанной с океаном, являются повторяющиеся отливы и приливы и возникающие в результате волны, которые создают постоянно меняющиеся границы водных массивов. Приводимые в действие силами притяжения со стороны луны и изменениями таких погодных условий, как ветер, температура и дождь, изменения в процессе прилива и отлива и возникающее в результате этого распространение волнового движения поперек большей части поверхности земли создают громадную силу, которая постоянно действует на все береговые линии каждого континента в мире. Попытки получить пользу от этого источника энергии привели лишь к условному успеху. В то время, как разработка источников гидроэлектрической энергии на реках была просто вопросом установки турбин на пути бегущего потока воды, использование периодического волнового движения воды оказалось очень трудной задачей. Изобретены сотни приборов, непосредственно реагирующих на движения океана; однако, лишь некоторые из них нашли коммерческое применение. Типичные варианты решений этой задачи состояли в использовании движущихся лопастей, буев и огромного количества прочих плавающих или фиксированных объектов, предназначенных для совершения движения в поперечном направлении под ритмическим воздействием течения, при этом энергия течения передавалась механическим рычажным передачам, способным генерировать на выходе электрические импульсы. Основной недостаток таких систем заключается в их расположении на поверхности или, по крайней мере, в использовании подвешенных рычажных передач, соединенных с поверхностной конструкцией, что порождает зависимость от взаимодействия подвижных механических деталей с поверхностными волнами в поперечном направлении и создает среду для передачи силы от океана к генератору. Такие механические узлы являются не только дорогостоящими, но также требуют регулярного технического обслуживания и ремонта по причине меняющихся погодных условий на поверхности, что выражается в возникновении усилий, способных разрушить самые крепкие конструкции. Кроме того, в условиях постоянно меняющегося при- 002702 2 ливно-отливного течения приходится подстраивать сложный механизм регулировки высоты к меняющемуся уровню водной поверхности. Возникающие вследствие этого различия в условиях эксплуатации затрудняют создание единой системы, которая была бы способна воспринять большое количество переменных параметров в связанной с поверхностью механической системе преобразования энергии. Единственное, что необходимо для вырабатывания электрической энергии, это передающая среда, которая действует в ответ на периодические движения воды, но способом, не зависящим от других характеристик воды на поверхности. Система должна быть экономически доступна при эффективно сбалансированной стоимости выработки энергии за каждый киловатт выработанной энергии. Задача и сущность изобретения Задачей настоящего изобретения является получение энергии от периодического волнового движения воды путем непрямого преобразования движения в вертикальном направлении в электрическую энергию. Следующей задачей настоящего изобретения является генерирование электрической энергии в ответ на изменение массы воды над фиксированной, погруженной в воду поверхностью, как функции времени. Следующей задачей настоящего изобретения является разработка преобразования движения волн в электрическую энергию независимо от движущихся объектов, находящихся в воде. Еще одной задачей настоящего изобретения является преобразование энергии приливноотливного движения и повторяющегося волнового движения в электрическую энергию косвенным образом на основании изменений массы воды при многократно повторяющемся набегании ее на берег и возвращении назад. Эти и другие задачи реализуются в системе преобразования энергии, в которую входят датчики давления или веса, располагаемые у дна океана и под местом изучения волнового движения для (1) регистрации изменений высоты воды над датчиками давления и (2) получения энергии на выходе в соответствии с изменениями усилий, связанных с изменениями высоты воды. Передающая среда, предназначенная для передачи энергии от датчиков давления к береговому участку, с одного конца связана с датчиками давления и простирается до второго конца на участке береговой поверхности, прилегающем к месту изучения волнового движения. Устройство преобразования энергии (как, например, электромотор, лампа, набор аккумуляторных батарей и прочие практически полезные электрические приборы) связано с передающей средой на береговом участке для получения выходного импульса энергии от передающей среды и преобразования его в электрическую энергию. Остальные преимущества и характерные 3 особенности этого устройства будут очевидными для специалистов в данной области на основании приведенного ниже описания в сочетании с прилагаемыми чертежами. Описание к чертежам Фиг. 1 представляет собой графическое изображение решетки преобразователей давления, связанных с блоком аккумуляторов, с указанием доступа к линии передачи утилизированных видов энергии. Фиг. 2 представляет собой поперечное сечение побережья океана в измененном с помощью системы передачи энергии волны, которая показана на фиг. 1, виде. Фиг. 3 графически иллюстрирует процесс прокладки набора преобразователей давления в жидкостной траншее под береговой частью у океанской воды. Фиг. 4 показывает набор преобразователей, закрепленных на жестком решетчатом основании, размещенном на дне океана под слоем песка в несколько футов и снабженном соединительным проводом, предназначенным для подсоединения к блоку накопления энергии. Фиг. 5 показывает другой вариант выполнения настоящего изобретения, в котором электричество вырабатывается за счет движения магнита относительно катушки, возвращаемого пружиной в первоначальное положение. Фиг. 6 представляет собой поперечное сечение на фиг. 5 по линии 6-6. Фиг. 7 показывает дополнительный вариант осуществления изобретения, в котором используется конструкция поршня, связанного с рычагом, способным преобразовать линейное движение во вращательное, в сочетании с генератором. Фиг. 8 представляет собой вид в перспективе устройства, создающего волнение и соединенного с генератором преобразования энергии вращательного движения. Фиг. 9 представляет собой поперечное сечение плеча рычага, приводимого в действие устройством, создающим волнение, и соединенного с электрическим генератором линейных сигналов. Фиг. 10 иллюстрирует дополнительный вариант осуществления генератора с магнитом и катушкой в корпусе. Фиг. 11 показывает вариант осуществления комбинации магнит/катушка. Подробное описание изобретения Настоящее изобретение появилось из исследования того обстоятельства, что путем непрямого преобразования волнового движения в электрическую энергию можно избежать ограничений в механической части, которые возникали прежде в отношении лопастей, связанных с поверхностью, колес и плавающих систем. Задача состоит в том, как преобразовать поперечное волновое движение воды на поверхности в поступательное, избежав физического износа 002702 4 или повреждения, которые могут произойти изза возникающего порой сильного толчка мощных океанских волн и их последующего отката. Разумеется, с точки зрения известного уровня техники следовало бы принять ограничения относительного того, что при преобразовании энергии приливов и отливов волн требуется устройство, которое реагировало бы на это поперечное волновое движение, а затем преобразовать это движение во вращательное движение в турбине или в другой среде переноса энергии. Исследования сотен устройств и способов, которые проводились в попытке использовать энергию океана, быстро привели к идее этого известного примера. В настоящем изобретении используется новое техническое решение непрямого (косвенного) преобразования энергии. В новом решении основное внимание уделяется не поперечному движению океанской воды в качестве источника энергии, а рассматривается вертикально направленная сила, которая исходит от поперечно движущейся воды. Проще говоря, изобретение возникло в результате обнаружения того, что поперечное движение воды сопровождается изменением уровня воды у поверхности и соответствующим изменением глубины. Эти изменения в глубине вызывают немедленное изменение массы, когда над заданным участком затопленного берега или дна океана проходят массы воды, объем которой периодически меняется от большего к меньшему. По существу, периодический подъем и падение уровня воды можно рассматривать как нагнетающий механизм, который работает независимо от сложности условий в воде на поверхности океана. Разумеется, чем более сложные погодные условия и поведение волн, тем больше энергия, выводимая в океан, и тем сильнее и чаще меняется глубина. Упрощенно настоящую систему передачи энергии можно рассматривать как столб воды, высота которого меняется периодически. Этот изменяющийся столб воды обладает гравитационной силой, соответствующей высоте воды над дном океана. Периодически движущиеся волны непрерывно меняют эту высоту от максимальной высоты волны до самого низкого уровня воды, который достигается при откате волны. Разница в высоте определяет колебательную силу и прикладываемую нагрузку (зависимую от массы воды), которые могут преобразовываться через передающую среду на дне океана в другие формы потенциальной и кинетической энергии. Периодичность этих изменений объема дает возможность имитировать нагнетающую силу, действующую под влиянием гравитации и вырабатываемую косвенным образом волновым движением океана. На фиг. 1 показана среда косвенного преобразования, в которой не существует движущихся частей и которая, по существу, свободна 5 от прямых перемещений, связанных с течениями и приливами и отливами. Здесь вновь появляется этот аспект изобретения, определяющий то, что передача энергии от периодического волнового движения может быть реализована ниже уровня воды под дном океана. Эта идея требует дополнительного изменения, и в приведенном примере следует признать, что песчаное дно под водой океана может быть использовано в качестве передающей среды для преобразования изменяющейся нагрузки со стороны столба океанской воды в электрическую энергию в каким-то образом защищенных окружающих условиях, свободных от основного течения и вероятных агрессивных воздействий со стороны морских живых существ. Действительно, текучесть песка и его прекрасные характеристики уплотняемости делают его замечательной средой для передачи и преобразования энергии. Соответственно, в одном из вариантов осуществления настоящего изобретения используется набор датчиков давления, например из пьезоэлектрических преобразователей давления 10, каждый из которых индивидуально соединен с общим проводником 11, который стыкуется с проводником 12. В этом варианте изобретения используется свойство пьезоэлектрического материала преобразовывать приложенное к нему механическое усилие в выходной импульс электрического напряжения. Например, известно большое количество пьезоэлектрических материалов, которые используются в микрофонах, в устройствах для измерения давления и т.д., в которых вырабатывается аналоговый выходной сигнал электрического напряжения, пропорциональный изменению приложенного давления или механической нагрузки. Обычно такие сигналы электрического напряжения используются при измерении изменений давления, приложенного к механическому узлу, и связаны с измерительным устройством и соответствующей электрической схемой, что позволяет проводить аналоговые измерения приложенной нагрузки. В настоящем изобретении изменяющийся вес, действующий от столба воды, может быть использован для создания изменения давления, оказываемого на пьезоэлектрический материал, которое преобразуется в выходной импульс электрического напряжения. Этот выходной импульс электрического напряжения вызывает ток, идущий по связанным проводникам 11 и 12 к блоку аккумуляторов 14. В аккумуляторах электрическая энергия накапливается благодаря непрерывному электрическому току, приходящему за счет периодически движущихся волн. Математическая зависимость тока и прилагаемой нагрузки связана со свойствами выбранного пьезоэлектрического материала. Специалисты по пьезоэлектрическим материалам разработали характерные константы e1, с помощью которых можно спрогнозировать поверхностную плотность заряда выбранных материа- 002702 6 лов. Расчеты, основанные на размерах материала датчиков и приложенной силы, показали, что ток можно регулярно нагнетать из погруженного в воду набора преобразователей ниже переменной нагрузки, осуществляемой волновым движением океана. Например, на основании соотношения Ток = 0,000013 х Сила2 рассчитано, что 1 м2 матрицы из титана бария толщиной 1 см может создать ток силой до 0,000013 А при изменении приложенного усилия в 1 Н. Следовательно, сила в 10 Н может вызвать ток в 1,3 мА. Хотя этот ток можно считать номинальным, возможность расположить тысячи наборов из преобразователей, которые каждые несколько секунд выдают новый импульс электрического тока с учетом возможности работать без ремонта многие годы, может привести к получению весьма существенного источника энергии. Использование блоков аккумуляторов 14 дает возможность накапливать такие микроимпульсы энергии, которые дают возможность коммерческого применения системы преобразования энергии. Диодный затвор 13 или другой односторонний регулятор тока обеспечивает простое управление на предмет обратного движения энергии от блока аккумуляторов 14. Для распределения энергии между потребителями 16 можно изготовить соответствующие соединительные провода, подсоединяющие к утилитарному предприятию. Фиг. 2 графически иллюстрирует один из вариантов расположения такого набора преобразователей ниже морского дна или участка берега 17. Набор преобразователей 10 из материала расположен несколькими футами ниже переходной (неустойчивой) поверхности песка. Для сведения до минимума воздействия воды можно нанести соответствующие покрытия из полиуретана или другого материала. Набор, как правило, должен располагаться близко к берегу, так, чтобы его установку можно было бы произвести быстро за время малой воды. Такой материал может быть выложен в виде длинных полос, общий проводник которых 11 связан с единым проводником 12, который соединен с блоком аккумуляторов 14, и закопан на безопасном расстоянии от поверхности земли. Будучи установленным в определенном положении, материал преобразователей остается стационарным и не требует ремонта и технического обслуживания. Тем не менее, каждые несколько секунд поступает новая волна 20, вызывая подъем уровня воды и, следовательно, изменяя прилагаемую силу. Эта сила оказывает давление на материал преобразователя, генерируя импульс электрического тока, который передается в блок аккумуляторов 14. Величина тока будет зависеть от изменения уровня воды от максимальной высоты 18 до истинного уров- 7 ня 19. Это периодическое смещение, происходящее каждые несколько секунд, будет продолжать нагнетать энергию в систему в течение десятилетий при незначительных дополнительных затратах, помимо затрат на установку и на приобретение материалов. На фиг. 3 показан способ расположения объекта изобретения в рабочей точке. Сначала вдоль участка дна 17 океана была вырыта траншея 41 ниже участка океанской воды 30, в котором непрерывно меняется уровень воды. Устройство 40, выкапывающее траншею 41, движется по дну 17 океана. Набор преобразователей закапывается в траншею 41 на такой глубине, где они защищены от вредных воздействий океанских течений и морских животных. Один из способов рытья упомянутой траншеи 41 состоит в флюидизации песка и ила на океанском дне 17 для создания траншеи в виде жидкой суспензии. Набор преобразователей укладывается в этот флюидизированный песок и ил, которому дают отстояться, а затем закапывают преобразователи на нужную глубину. После этого набор преобразователей соединяется посредством проводника 12 с береговой линией, на которой его можно подсоединить к блоку аккумуляторов или к электрическому прибору. Для специалистов в этой области очевидно, что существует множество способов укладывания набора преобразователей 10 на дне океана в стационарном положении относительно меняющейся высоты столба воды. На фиг. 4 изображен набор преобразователей 10, укрепленных на жестком решетчатом основании 45, для установки на дне океана, как показано выше. Проводник 11 соединяет соответствующие преобразователи 10 с системой накопления энергии. Жесткое решетчатое основание 45 придает жесткость, необходимую для удержания преобразователей 10 в положении, описанном выше. Возможность других вариантов осуществления настоящего изобретения очевидна для специалистов. Например, на фиг. 5 представлен полностью закрытый, погружаемый в воду барабан 50, который состоит из подвижной верхней панели 51, скомбинированной с катушкой 52, перемещающейся в поле магнита 53, или наоборот, с магнитом, перемещающимся внутри неподвижной катушки. Когда верхние волны проходят через барабан, изменяющаяся масса этих волн воздействует на изменяющуюся силу гравитации F, что вызывает движение верхней пластины 51 против фиксированного сопротивления возвращающей смещающей силы пружины 54. Пунктирные линии 56 показывают смещение 57 верхней пластины 51 под максимумом силы волны сверху. Когда проходит следующая нижняя поверхность волны, сила гравитации F уменьшается до минимальной величины, а восстанавливающие силы пружины 54 смещают верхнюю пластину 51 вверх в приподнятое не- 002702 8 подвижное положение. Результирующее относительное поступательное движение катушки и магнита индуцирует электродвижущую силу, которая создает электрическое напряжение и прохождение электрического тока, аналогично возникновению электрического тока в варианте с пьезоэлектриком. Производительность и эффективность этой системы, однако, значительно выше, чем у известных в настоящее время пьезоэлектрических систем, описанных выше. На фиг. 5 и 6 показано увеличение смещения, благодаря которому небольшое смещение 57 верхней пластины 51 преобразуется в увеличенное смещение 58. Это становится возможным при использовании камеры 60 повышенного давления, имеющей фиксированный объем, за исключением изменений объема, происходящих в результате смещения верхней пластины 51 и второй меньшей пластины 61. Наличие меньшей площади поверхности второй пластины 61 вызывает значительно большее смещение 58 в камеру преобразования, что позволяет второй пластине перемещаться без ограничений. Эта камера преобразования может быть наполнена газом для создания защиты устройств преобразования электрической энергии (магнит 63 и катушка 62) от вредного воздействия со стороны вод океана. Увеличение смещения второй пластины 61 происходит вследствие увеличения расстояния, на которое перемещается магнит 63 в закрепленной катушке 62, что приводит к увеличению вырабатываемого электрического тока, который передается по подсоединенному проводнику 65 к соленоиду. Диод или мост выпрямителя 55 выпрямляет полярности для обеспечения непрерывного прохождения электрического тока к блоку аккумуляторов 14 или к электрическому устройству. Рассмотренный барабан 50 может быть изготовлен из бетона, пластика, керамики, нержавеющих металлов или прочих подходящих материалов, которые способны выдержать длительное пребывание в водах океана. Желательно, чтобы состав этих материалов имел достаточную плотность, дающую возможность преодолеть предел плавучести данного барабана. В соответствии с другим вариантом изобретения, для обеспечения надежной фиксации ко дну океана можно установить петли 69 или иные средства крепления. Оказалось, что бетонные конструкции обладают предпочтительной плотностью, а также увеличенным сроком службы и сниженной стоимостью. Гибкие ограждающие оболочки (мембраны) 66 и 67, аналогичные ограждающим оболочкам громкоговорителя в аудиоаппаратуре, придают способность перемещения соответствующей верхней пластине 51 и второй пластине 61 при сохранении полной герметичности в соответствующих камерах. Когда блок преобразования полностью собран и герметизирован, в качестве завершающей внешней герметизации можно нанести за- 9 щитное полимерное покрытие или облицовку. Поэтому устройство должно проработать в течение многих лет без необходимости серьезных ремонтов и технического обслуживания. Хотя в соответствующих камерах, когда они находятся в погруженном состоянии, для снижения до минимума интенсивности дифференциального давления предпочтительно использовать известные текучие среды, такие как воздух, предполагается, что устройство обычно будет располагаться в воде на меньших глубинах, которые имеют место недалеко от берега, для максимального увеличения относительного изменения массы при прохождении каждой волны. Влияние давления на этих уровнях должно быть номинальным. На таких небольших глубинах наблюдается больший процент изменения массы, что ведет к увеличению относительного смещения магнита и катушки. Например, барабан, помещенный под воду на малой воде, может испытывать воздействие со стороны верхних волн высотой от 3 до 10 футов. Допустив, что глубина верхней пластины у нижней поверхности волны равна 5 футам, высота столба воды верней волны будет меняться от 8 до 15 футов. Это эквивалентно удвоению веса в каждом периоде волны. Если при полной воде уровень ее поднимется на следующие 10 футов, то высота столба воды будет варьироваться в диапазоне от 18 до 25 футов, вызывая изменение высоты волны примерно на 30%. Перемещение устройства на глубину 100 футов приведет к уменьшению изменения веса и, соответственно, смещения в среднем до 5-6%. Очевидно, что в действительности расчетные параметры будут зависеть от своеобразных характеристик: расположения участка, предполагаемой глубины океана и относительного изменения высоты водного столба. Силу противодействия пружины 54, величину смещения пластины, величину внутреннего давления, конфигурацию системы магнит-катушка, а также диапазон смещения необходимо проинтегрировать в целях максимального увеличения электрической энергии на выходе. Приводимые в данном описании объяснения делают для любого специалиста в данной области понятными вопросы расчета и конструирования. На фиг. 7 показано, как в предыдущем примере реализации изобретения можно дополнить камеру сжатия 70 и верхнюю пластину 71 механической передачей через элемент типа поршня 73 к плечу рычага 74. Аналогичные принципы действия обеспечивают смещение верхней пластины 71 под действием переменной силы гравитации F в сжатое положение 75. Это смещение увеличено за счет меньшей площади поверхности поршня 73, вызывающего большее линейное смещение, что показано пунктирной линией 76. Соответственно рычаг 77 поршня понуждает связанное с ним колесо 78 вращаться. Дальнейшее увеличение относительного 002702 10 смещения верхней пластины происходит за счет уменьшения диаметра ведущего колеса 79. Наличие нижней поверхности волны дает возможность пружине 81 смещаться, возвращая верхнюю пластину в первоначальное поднятое положение. По проводнику 82 электрический ток поступает на выпрямитель, где переменный ток преобразуется в постоянный или в выпрямленный переменный. На фиг. 8 показан еще один вариант реализации изобретения. Это устройство состоит из мембран 85 со складывающимися стенками 86. Защитная верхняя пластина 91 реагирует на изменение гравитационной силы F, зависящей от веса столба воды. Возвращающей силой может быть сжатый воздух, возвратная пружина или их комбинация. В этом примере предусмотрен поворотный рычаг 87, жестко связанный с помощью скоб 89 с верхней пластиной 91 таким образом, что возвратно-поступательное движение мембран вызывает осевое вращение рычага 87. По всей длине по оси вращения этот рычаг соединен с нижней пластиной 88 для обеспечения центровки осей конструкции. С одного конца рычаг 87 соединен с основным ведущим колесом 92, которое связано со вторым малым ведущим колесом 93 посредством приводной цепи 94. Второе малое приводное колесо приводит ротационный генератор 96, который подает переменный ток на выпрямитель 97 с частотой, соответствующей периодичности волн. Механическая приводная часть заключена в корпус 98. Для линейного преобразования движения мембран в электрическую энергию эти мембраны, изображенные на фиг. 8, можно модифицировать, как показано на фиг. 9. В этом варианте верхняя пластина 91 имеет плечо рычага 100, который шарнирно связан с осью шарнира 101. При возвратно-поступательном движении мембран под воздействием волн плечо рычага поднимается и опускается. Увеличивая длину плеча рычага 101а слева от оси шарнира, можно увеличить смещение. Соответственно дальний конец 102 плеча рычага перемещается по более длинной траектории, нежели путь, по которому происходит смещение мембран. Катушка 104 подвешена на подвесах 103 и перемещается в магнитном поле, создаваемом магнитом 105, вызывая желаемый электрический ток. Корпус 106 защищает эти подвижные элементы от вредного воздействия океана. Комбинацию магнит-катушка можно также расположить в виде набора аналогично фиг. 4. Например, на фиг. 10 изображен набор в виде матрицы, состоящей из отдельных узлов магнит-катушка 110, что обеспечивает движение магнита и катушки относительно друг друга в ответ на изменение массы столба воды. Каждый узел магнит-катушка заключается в тонкий пластиковый корпус 111, который предохраняет магнит 112 и катушку 113 от корро- 11 зионного воздействия воды океана. Пружинный механизм 114 смещает магнит 112 в поднятое положение, хотя имеет довольно небольшую жесткость, что позволяет магниту 112 легко опускаться под действием возвращающего веса поднимающегося гребня волны. Ток, возникающий в катушке, передается по соединительным проводам 118. Тонкий пластиковый корпус, в котором находится катушка, достаточно просторен, чтобы магнит свободно перемещался внутри объема, ограниченного катушкой. На самом деле, катушка может быть заделана в жесткую пластиковую стенку (пунктирная линия 115) с целью сохранения фиксированного положения катушки, когда магнит совершает возвратно-поступательные движения под действием волн. Жесткая опорная пластина 116 обеспечивает устойчивость к вертикальным перемещениям пружинного механизма и, в свою очередь, может опираться на жесткое основание 117. Окружающая сетка 119 удерживает матрицу из узлов магнит-катушка на месте. Очевидно, что плотность этих узлов магнит-катушка в реальной матричной конфигурации должна быть по возможности больше для увеличения до максимума генерации электрического тока под действием волн. На фиг. 11 показана другая модификация комбинации магнит-катушка, в которой пружинным устройством, на которое подвижно опирается магнит, является сама катушка. Нижняя пластина 120 поддерживает магнит 121 внутри поля катушки 122 в фиксированном положении. Катушка 122 периодически сжимается в соответствии с гравитационной силой F, прилагаемой к верхней пластине 123, вызывая требуемое перемещение катушки 122 относительно магнита 121. Этот пример имеет некоторые преимущества - простота и экономичность, однако, имеется потеря в силе магнитного поля из-за ограниченности перемещения катушки. При использовании больших матриц с супермагнитами (магниты из неодиниума), обладающими чрезвычайно сильным полем, при работе системы может вырабатываться электрический ток достаточно большой величины. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ 1. Система преобразования периодического движения волн океана в электрическую энергию, содержащая датчики давления, расположенные стационарно на дне океана под водой и местом движения волн (i) для регистрации изменений высоты столба воды над датчиками давления и (ii) для получения импульса электрической энергии в соответствии с изменением силы, связанной с изменением высоты столба воды; средство переноса импульса электрической энергии от датчиков давления к участку на берегу в непосредственной близости от места движения волн и средство для приема электри- 002702 12 ческой энергии, связанное со средством переноса импульса электрической энергии на участке берега для приема электрической энергии и для преобразования электрической энергии в полезный вид энергии. 2. Система по п.1, отличающаяся тем, что конструкция датчиков давления содержит преобразователь давления, реагирующий на изменения давления и подающий импульс электрической энергии в виде выходного сигнала напряжения. 3. Система по п.2, отличающаяся тем, что преобразователь давления содержит пьезоэлектрический материал, реагирующий на изменения давления и вырабатывающий импульс электрической энергии, причем указанное средство переноса электрической энергии содержит проводящий материал, соединенный у одного конца с преобразователем давления, а у другого конца - со средством для приема энергии. 4. Система по п.2, отличающаяся тем, что средство для приема энергии содержит блок аккумуляторов для накопления электрической энергии, получаемой от выходного сигнала напряжения. 5. Система по п.2, отличающаяся тем, что преобразователь давления содержит комбинацию катушка-магнит, установленные с возможностью совершения относительного перемещения, верхнюю пластину, соединенную с комбинацией катушка-магнит и установленную с возможностью непосредственно в ответ на изменения массы столба воды смещаться в вертикальном направлении и вызывать перемещение магнита и катушки относительно друг друга для выработки электрического тока в катушке, а также возвращающее устройство, соединенное с верхней пластиной для периодического перемещения этой пластины в положение покоя в момент наличия нижней поверхности волны перед следующим затем смещением в ответ на увеличение массы столба, вызываемое приходом следующего гребня волны. 6. Система по п.5, отличающаяся тем, что она дополнительно содержит вторую пластину, подвижно связанную с верхней пластиной и установленную с обеспечением увеличения любого смещения верхней пластины при увеличении смещений второй пластины, сопровождающегося увеличением электрического тока на выходе катушки. 7. Система по п.6, отличающаяся тем, что она дополнительно содержит камеру сжатия, отверстие которой ограничено подвижной верхней пластиной, а вторая пластина образует подвижную поверхность, которая связана, с одной стороны, с упомянутой камерой сжатия и подвижна, с другой стороны, по оси смещения внутри камеры преобразования меньшего диаметра, чем камера сжатия, при этом в упомянутой камере сжатия размещена текучая среда, передающая усилие, приложенное к верхней 13 пластине, ко второй пластине в ответ на смещение верхней пластины и вызывающее объемное смещение второй пластины внутри камеры преобразования, причем упомянутая вторая пластина имеет меньшую площадь поверхности, чем у верхней пластины, что вызывает увеличение линейного смещения второй пластины по сравнению со смещением верхней пластины, при этом вторая пластина связана с комбинацией катушка-магнит для перевода этого линейного смещения в относительное перемещение катушки и магнита для выработки в катушке электрического тока. 8. Система по п.6, отличающаяся тем, что вторая пластина содержит вращающуюся пластину, связанную с генератором по оси вращения, а система дополнительно содержит промежуточное устройство передачи энергии для перевода смещения верхней пластины в поворотное движение вращающейся пластины. 9. Система по п.1, отличающаяся тем, что конструкция датчиков давления содержит комбинацию магнит-катушка, которые используются для усиления связи в магнитном поле магнита относительно катушки, при этом в комбинации магнит-катушка магнит и катушка установлены с возможностью перемещения относительно друг друга в ответ на изменение высоты и массы столба воды для выработки электрического тока в катушке, при этом катушка связана со средством переноса электрической энергии для обеспечения возможности передачи импульса электрической энергии. 10. Система по п.1, отличающаяся тем, что конструкция датчиков давления включает в себя комбинацию магнит-катушка, совершающие относительное перемещение относительно друг друга, генерируя электрический ток в катушке, мембраны, снабженные подвижной пластиной и неподвижной пластиной, и герметичную камеру сжатия между ними, при этом подвижная пластина связана с комбинацией магнит-катушка и включает в себя средство для переноса энергии для перевода перемещения пластины в относительное движение магнита и катушки, причем упомянутая подвижная пластина выполнена с возможностью сжиматься при увеличении вы- 002702 14 соты столба воды над подвижной пластиной и включает в себя возвращающее устройство для подъема подвижной пластины в поднятое неподвижное положение в ответ на уменьшение столба воды для создания нагнетающего действия. 11. Система по п.1, отличающаяся тем, что датчик давления включает в себя плечо рычага, связанное одним концом с конструкцией датчиков давления, а другим концом с комбинацией магнит-катушка, и включает в себя ось поворота, что увеличивает амплитуду движения и относительное перемещение магнита и катушки по сравнению с амплитудой движения конца, связанного с конструкцией датчиков давления. 12. Система по п.1, отличающаяся тем, что конструкция датчиков давления содержит корпус, верхнюю пластину, установленную с возможностью перемещения в корпусе в ответ на изменение массы столба воды вследствие движения волны, механизм, связанный с верхней пластиной для возврата этой верхней пластины после сжатия в ответ на воздействие волны, и комбинацию магнит-катушка, энергетически связанную с верхней пластиной внутри магнитного поля так, что перемещение верхней пластины вызывает перемещение между магнитом и катушкой в магнитном поле, для генерирования электрического тока в катушке. 13. Способ преобразования периодического движения волны в океане в полезную энергию, включающий в себя использование датчиков давления, расположенных ниже уровня воды на участке дна океана, для генерирования электрической энергии посредством электромеханического преобразования силы гравитации, возникающей вследствие изменения высоты столба воды над конструкцией датчиков давления, в электрический ток и передачу импульсов электрической энергии к береговому участку. 14. Способ по п.13, отличающийся тем, что он дополнительно содержит стадию вырабатывания электрического тока путем инициирования относительного движения магнита и катушки, расположенных у дна океана, в ответ на изменение массы столба воды над конструкцией датчиков давления. Фиг. 1 Фиг. 2 15 002702 16 Фиг. 3 Фиг. 8 Фиг. 4 Фиг. 9 Фиг. 5 Фиг. 6 Фиг. 10 Фиг. 11 Фиг. 7 Евразийская патентная организация, ЕАПВ Россия, ГСП-9, 101999, Москва, Центр, М. Черкасский пер., 2/6
