Lietuvio sugalvotas energetiškai nepriklausomas pastatas-miestas jūroje  (11)

Skaitytojams pristatome gegužės mėnesio geriausią išradimą, kurį išrinko Lietuvos technikos bibliotekos patentinės informacijos centras, vykdydamas pagrindinį savo tikslą – patentinės informacijos skleidimą visuomenėje.

Pastarąjį Rido Matonio išradimą drąsiai galima statyti į vieną lentyną su pasaulinio garso idėjomis, kurias kartas nuo karto mėgsta pareikšti ne tik išradingieji japonai, bet ir kiti novatoriai, mąstantys apie ateities technologijas.

Ką gi siūlo Lietuvos išradėjas? Naujasis išradimas susijęs su netoli kranto arba atviroje jūroje ar vandenyne įrengiamais pastatais bei įrenginiais, skirtais elektros gamybai iš vandens judėjimo, tokio kaip vandenynų ir jūrų srovės, bangavimas, potvyniai ir pan. Konkrečiai šis išradimas susijęs su vandenyne stovinčiais pastatais, kurie dalį pastato viduje suvartojamos energijos pasigamina sąveikaudami su minėtais aplinkos poveikiais - srovėmis, bangomis ir potvyniais.

Autoriaus patente rašoma, jog svarbiu energijos gavybos šaltiniu tampa atsinaujinantys energijos šaltiniai. Labai paplitusi elektros energijos gamyba naudojant saules, vėjo, geoterminė, upių vandens tekėjimo energijos rūšis. Tačiau labai mažai tyrinėta sritis yra energijos gamyba iš jūrų ir vandenynų vandens judėjimo. Tokie reiškiniai kaip povandeninės srovės, bangavimas ir potvyniai, kurių metu vandens lygis kartais pakyla net keletą metrų, tampa dar viena atsinaujinančios energijos rūšimi.Žinoma nemažai išradimų, kuriuose aprašytos įvairios povandeninės turbinos, kuriose judančio vandens energija yra paverčiama elektros arba kitų rūšių energija.

Toliau autorius pateikia jau esančių patentų analizę – kadangi idėjos originalios ir įdomios, šią autoriaus analizę pateikiame ir mūsų skaitytojams.

Jau esančių panašių patentų apžvalga

Tarptautinėje patentinėje paraiškoje Nr. WO2008074810, publikuotoje 2008 m. birželio 26 d., aprašytas įrenginys, kuriame juros bangų energija yra paverčiama mechanine energija, skirta geriamajam vandeniui paruošti arba elektros energijai gaminti. Įrenginį iš esmės sudaro didelio tūrio plūduriuojanti platforma, inkaras, gulintis ant jūros dugno ir pumpavimo įrenginys, kur, vykstant jūros bangavimui, platforma kilnojasi ir veikia pumpavimo įrenginį, kuris savo išėjime sukuria vandens slėgį. Šis sukurtas vandens slėgis atiduoda savo energiją elektros generatoriui ir tokiu būdu yra gaunama elektros energija.

Tarptautinėje patentinėje paraiškoje Nr. WO2004048774, publikuotoje 2005 m. rugpjūčio 24 d. aprašytas įrenginys, turintis keletą jūrinių turbinų, pritaisytų ant stovo.

Amerikiečių patente Nr. U52005236843, publikuotame 2005 spalio 27 d., aprašyta povandeninių vandenyno srovių jėgainė, kurioje suformuotos specialios užtvaros nukreipia vandens srovę taip, kad padidintų tėkmės greitį turbinos srityje.

Didžiosios Britanijos patente Nr. GB2445183, publikuotame 2008 m. liepos 4 d., aprašytas išradimas, kuriame vandens paviršiuje plūduriuojantys svoriai yra pakeliami į viršų potvynio metu ir paleidžiami judėti žemyn atoslūgio metu, jų gravitacinė energija yra naudojama elektros energijos gamybai.

Tarptautinėje patento paraiškoje wo2007142647 aprašyta jėgainė, kurioje plūduriuojančio korpuso kilimas potvynių metu ir leidimasis atoslūgio metu yra panaudojamas elektros energijos gamybai panaudojant linijinį sukamą keitiklį. Šiame keitiklyje iš esmės vertikaliai judančio korpuso energija yra paverčiama sukimo momentu ir tokiu būdu sukami generatoriai.

Taip pat žinoma keletas išradimų patentų ir paraiškų, kuriuose aprašomi energetiškai nepriklausomi pastatai arba pastatų grupės bei technologijos, padedančios šiems pastatams patiems apsirūpinti reikalinga energija, mažinti energijos sąnaudas pačiose svarbiausiose inžinerinėse sistemose.

Žinoma tarptautine patento parai5ka Nr. WO2007036587, publikuota 2007 balandžio 5 d., kurioje aprašyta pastato energetinė sistema, kurioje gaunama, perduodama ir kaupiama energija ir nebereikia papildomos energijos iš visuotinių komunalinių tinklų. Šiam pastatui pakanka energijos, sukauptos iš aplinkos (gaivaus oro, aplinkos drėgmės). Iš pradžių sistema surenka šildymui ir šaldymui reikalingą energiją iš aplinkos oro, praeinančio pro langus ir plyšius žemėje ir sukaupia ją medžiagų fazių virsmo būdu. Vėliau sistema atvirkštiniu būdu atiduoda sukauptą energiją reikiamiems procesams.

Taip pat žinomi keli išradimai, kuriuose aprašyti vandens paviršiuje plūduriuojantys pastatai. Vienas iš tokių pastatų aprašytas Japonijos patente Nr. JP4090986, publikuotame 1992 m. kovo 24 d. Šiame išradime aprašyta plūduriuojančių tarpusavyje susietų pastatų grupe, kuriose pastatai yra išdėstyti didėjimo tvarka taip, kad centre stovėtų aukščiausias pastatas, o kraštuose - žemiausi pastatai. Toks pastatų išdėstymas leidžia išvengti vėjo įtakos.

2008 liepos 25 d. paduotoje tarptautinėje patentinėje paraiškoje Nr.PCT/|82008/052999 aprašytas energetiškai nepriklausomas pastatas-miestas kuriame suprojektuota infrastruktūra leidžia visą pastatui reikalingą energiją gauti iš atsinaujinančių energijos šaltinių bei taupyti energiją, sunaudojamą svarbiausiose vedinimo/kondicionavimo, vandentiekio, apšvietimo ir vidinio transporto sistemose. Kai pastatas-miestas yra aukštuminis pastatas arba aukštuminių pastatų grupė, energijos gamybai ir taupymui yra panaudojamas tarp pastato apačios ir pastato viršaus susidarantis temperatūrų ir atmosferos slėgio skirtumas. Energiją taupo efektyvi vedinimo/kondicionavimo sistema, kuri visą orą, skirtą patalpų vėdinimui paima nuo pastato viršaus, kur šis oras yra vėsesnis; trimatėje transporto sistemoje judančios transporto priemones judėdamos žemyn generuoja elektros energiją ir perduoda ją į bendrąjį pastato elektros energijos tinklą; vanduo yra pakeliamas iki pastato viršaus garų pavidalu; patalpų apšvietimo sistema naudoja šviesolaidžiais perduodamą sukoncentruotą dienos šviesą; elektra yra gaminama sandariuose oro kanaluose, einančiuose per visą pastato aukštį, kur dėl slėgio skirtumo kanalo viduje susikuria oro srautas, kuris suka turbinas.

Ankstesniuose technikos lygio išradimuose yra numatyta statyti pastatų, kurie būtų pastatyti atviroje jūroje arba netoli kranto ir pastatų, kurie, stovėdami ant žemės, tinkamai išnaudotų atsinaujinančius energijos šaltinius, tokius kaip saulės, vėjo, geoterminė energija, tačiau nėra siūloma sprendimų, kurie leistų statyti pastatus jūroje. Tokiuose pastatuose energijos gamybai būtų panaudojama povandeninių srovių, bangavimo ir potvynių energija ir šie energetiniai resursai būtų integruoti į bendrą pastato ar pastatų komplekso energetinę sistemą, tokiu būdu pasiekiant pastato energetinį nepriklausomumą ir sudarant galimybę pastatą įrengti atviroje jūroje arba vandenyne toliau nuo kranto arba arti jo. Taip pat nėra sukurta išradimų, kuriuose pastato konstrukciniai elementai būtų pritaikomi energijos generavimo/konversijos tikslams.

Išradimo esmė

Šiuo išradimu autorius siekia aprašyti galimybę, kaip galima sukurti didelių horizontalių ir/arba vertikalių matmenų pastatą arba pastatų kompleksą, kuris būtų įrengiamas jūroje arba vandenyne ir kaip papildomą energijos šaltinį panaudotų vandens lygio pasikeitimus. Šiuo išradimu sukurtas pastatas tinkamiausiu atveju yra energetiškai nepriklausomas pastatas-miestas, turintis visą energetinę infrastruktūrą, kaip aprašyta patentinėje paraiškoje PCT/|B2008/052999, paduotoje 2008 liepos 2s d., kuriame atsinaujinantys energijos šaltiniai pagamintų pakankamai šiam pastatui reikalingos elektros energijos ir bent vienas iš energijos pasigaminimo būdų būtų vandenyno energijos pavertimas kitomis energijos rūšimis. Taip pat šio išradimo objektu yra potvynių energija panaudojanti kamerų sistemą, kuri tinkamiausiu atveju, bet nebūtinai, yra įrengiama jūroje stovinčio pastato pagrindo srityje.

Tinkamiausias šio išradimo įgyvendinimo variantas yra arti jūros kranto arba atviroje jūroje įrengtas pastatas arba pastatų grupė, turinti energetinę infrastruktūrą, kuri iš esmes apima vieną arba kelias iš šių energijos taupymo, gamybos ir kaupimo technologijų:

  • a) patalpų kondicionavimui ir vedinimui yra panaudojamas vėsesnis oras, paimamas nuo pastato viršaus;
  • b) geriamasis ir buitinis vanduo yra pakeliamas į viršutinius pastato (1) aukštus garų pavidalu, panaudojant šachtas (13), skirtas garams kilti, viršutinėje srityje turinčias kondensavimo priemones;
  • c) užkelto vandens perteklius kartu su nuotekomis yra nukreipiamas į nuotekų vamzdžius, kuriuose sumontuotos turbinos krentančių nuotekų kinetinę energiją paverčia elektros energija arba šis garų perteklius yra išleidžiamas išorėn arti pastato (1) viršaus ir tokiu būdu yra suformuojami dirbtiniai debesys, skirti natūralaus šešėlio sudarymui ir sukelti dirbtiniam lietui, kuris laistys augalus.
  • d) ant pastato (1) konstrukcijos iš esmės vertikalia krytimi arba nuožulniai yra įrengiami sandarūs oro kanalai, kuriuose yra išdėstytos turbinos, galinčios oro srauto energiją paversti elektros energija;
  • e) dienos šviesa yra sukoncentruojama pastato (1) išorėje, perduodama į patalpas šviesolaidžiais ir išsklaidoma patalpose jas apšviečiant;
  • f) vidinę pastato transporto sistemą atitinka trimatis eismo koridorių (15) tinklas, kuriame juda savaeigės transporto priemonės, energiją naudojančios tik kildamos ir bėgėdamosi ir generuoja energiją stabdymo ir leidimosi metu.

Kadangi šis energetiškai nepriklausomas pastatas (1) yra įrengiamas atviroje jūroje arba prie kranto, atsiranda galimybė panaudoti jūros arba vandenyno energetinius resursus. Šis pastatas (1) arba pastatų grupė turi pagrindą, kuris yra įrengtas vandens paviršiaus lygyje arba arti šio lygio. Minėto pagrindo srityje yra sumontuota įranga, kuria yra paimama vandens bangavimo, povandeninių srovių bei potvynių energija ir paverčiama lengviau panaudojamomis energijos rūšimis, tokiomis kaip elektros energija ir pan.

Povandeninių srovių energija yra paverčiama kitomis energijos rūšimis panaudojant išorines vandens turbinas (3), kurios yra sumontuojamos minėto pastato (1) pagrindo (2) srityje ir/arba minėto pagrindo (2) šonuose taip, kad išsikištų už pastato (1) perimetro ribų. Taip pat suformuojami srovės nukreipimo ir koncentravimo įrenginiai, kurie leidžia sumažinti nukreipiamos ir koncentruojamos srovės skerspjūvio plotą ir padidinti srovės greitį susiaurėjimo srityje.

Potvynių energija yra paverčiama kitomis energijos rūšimis panaudojant sistemą, kurioje potvynio energija panaudojama didžiausiu našumu. Šioje sistemoje panaudojama ne tik vandens kilimo ir leidimosi energija, bet ir oro, kurį veikia kylantis ir besileidžiantis vandens paviršius, energija.

Plačiau apie išradimo detales galite paskaityti patentinėje paraiškoje.

Prie to pačio galite paskaityti apie kovo ir balandžio mėnesio laureatus.

Lietuvos technikos bibliotekos patentinės informacijos centras

Aut. teisės: www.technologijos.lt

(1)
(0)
(1)

Komentarai (11)