Convertidor de energía de las olas del mar.

Método para generar energía a partir de un movimiento ondulatorio de un medio tal como agua de mar, que comprende los pasos de:

seguir el movimiento del medio con un flotador

(13, 20, 50, 100), donde la dirección del movimiento cambia en un punto del tiempo,

convertir el movimiento de seguimiento del flotador (13, 20, 50, 100) en energía, usando el movimiento de seguimiento del flotador (13, 20, 50, 100) para bombear un fluido succionando y descargando dicho fluido, interrumpir el seguimiento del movimiento durante un periodo de interrupción cerca de dicho punto en el tiempo cerrando la alimentación y/o la descarga del fluido,

caracterizado porque dicho método comprende además controlar el grado de cierre de la alimentación y/o de la descarga del fluido cuando la alimentación y/o la descarga no está interrumpida, donde dicho grado de cierre de la alimentación y/o de la descarga del fluido se controla obteniendo una señal de aceleración procedente de un acelerómetro que mide la aceleración del flotador y obteniendo una señal de aceleración procedente de un acelerómetro que mide la aceleración del medio, y comparar estas dos señales de aceleración de tal manera que se obtenga una corriente de error, y usar dicha corriente de error para controlar el citado grado de cierre de la alimentación y/o de la descarga del fluido.

Tipo: Patente Internacional (Tratado de Cooperación de Patentes). Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: PCT/IB2005/003363.

Solicitante: Doleh, Zakaria Khalil.

Nacionalidad solicitante: Emiratos Árabes Unidos.

Dirección: P.O. Box 7364 Dubai EMIRATOS ARABES UNIDOS.

Inventor/es: DOLEH, RANY ZAKARIA, LOCK, JOHN DOUGLAS, DOLEH,ZAKARIA KHALIL.

Fecha de Publicación: .

Clasificación Internacional de Patentes:

  • SECCION F — MECANICA; ILUMINACION; CALEFACCION;... > MAQUINAS O MOTORES DE LIQUIDOS; MOTORES DE VIENTO,... > MAQUINAS O MOTORES DE LIQUIDOS (máquinas o motores... > Adaptaciones de las máquinas o de los motores para... > F03B13/18 (estando el otro elemento fijo, al menos por un punto, al fondo o al borde del mar)

PDF original: ES-2524301_T3.pdf

 

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Fragmento de la descripción:

Convertidor de energía de las olas del mar La invención se refiere a un método para generar energía a partir de un movimiento ondulatorio de un medio tal como el agua del mar de acuerdo con el preámbulo de la reivindicación 1. La invención también se refiere a un dispositivo para generar energía a partir del movimiento de un medio tal como el agua del mar de acuerdo con el preámbulo de la reivindicación 5.

Dispositivos de este tipo se conocen de las patentes US 6.109.029, WO 2004/113718 y US 4.218.192. El objetivo de la invención es proporcionar un dispositivo y un método en los cuales se mejore la eficiencia de la conversión de energía.

La Patente US-A-4.355.511 muestra un método para conversión de energía de un movimiento de las olas, en el cual un cuerpo flotante se sujeta en un nivel predeterminado por debajo de la superficie del agua cuando el cuerpo está flotando en un valle de una ola. Después de un tiempo predeterminado el cuerpo flotante se libera para que realice un movimiento de flotación vertical, debido substancialmente a la cresta de la ola. El amplio movimiento vertical resultante se convierte en energía utilizable. El cuerpo flotante también se sujeta a una distancia predeterminada por encima de la superficie del agua hasta que queda situado por encima de una porción de valle, después de lo cual dicho cuerpo se libera para que realice un descenso acelerado bajo la influencia de la gravedad, de tal manera que el cuerpo se sumerge hasta un nivel predeterminado por debajo de la superficie del valle de la ola. Los medios para sujetar el cuerpo flotante están formados por medios mecánicos, que se enclavan unos a otros. Lo mismo aplica para la Patente US-A-4.599.858, en la cual la oscilación vertical del cuerpo flotante se modifica mecánicamente para que se ajuste al menos parcialmente a la frecuencia de las olas durante un periodo de funcionamiento. Los medios de frenado para frenar el movimiento del cuerpo flotante comprenden un disco de freno situado sobre un eje, siendo dicho eje impulsado por la acción conjunta de un piñón situado sobre el cuerpo flotante y de una cremallera situada sobre el citado eje.

Por último, la Patente GB-A-2 131 887 describe un dispositivo y un método similares para la conversión de energía de las olas, en los cuales los medios de enclavamiento para enclavar la construcción de pontón flotante en momentos predeterminados son medios de enclavamiento magnético.

No se recomienda enclavar de forma mecánica el cuerpo flotante debido a las fuerzas relativamente grandes que actúan sobre los medios de enclavamiento mecánico durante el periodo de sujeción. Esto producirá desgaste y costes de mantenimiento relativamente grandes.

El objetivo de la invención es proporcionar otra solución para controlar el movimiento del cuerpo flotante en respuesta al movimiento de las olas de modo que se eviten los inconvenientes antes indicados. Otro objetivo es proporcionar un método y un dispositivo mejorados para la conversión de la energía de las olas en los que se incremente la eficiencia.

Este objetivo se alcanza con un método de acuerdo con la reivindicación 1 y con un dispositivo de acuerdo con la reivindicación 5.

El movimiento que normalmente sigue al movimiento del medio irá por detrás del medio que se mueve de manera continua. El periodo de interrupción es más corto que el intervalo de tiempo entre dos puntos en los cuales se invierte el movimiento del medio. De acuerdo con un ejemplo, el nivel del mar descenderá mientras los medios de generación de energía son sujetados en una posición más alta con respecto al nivel del mar descendente. Después del periodo de interrupción se realiza un movimiento tal que se adelanta al medio. La aceleración que se produce aquí, que después de todo avanzará más rápido que el movimiento del medio durante el periodo de interrupción, produce una eficiencia mejorada en la generación de energía. Se realiza más trabajo en un tiempo menor. El adelantamiento del movimiento del medio se produce por ejemplo bajo la influencia de la gravedad. La aceleración del medio, siendo éste agua de mar, durante el movimiento descendente, nunca es mayor que la aceleración de la gravedad, por lo que este movimiento siempre puede ser adelantado haciendo uso de la fuerza de la gravedad. El movimiento de seguimiento se usa para bombear fluido succionando y descargando el fluido. El fluido se puede bombear a continuación hacia una turbina, o se colocan una o más turbinas en la alimentación y en la descarga del fluido para que de este modo se genere energía a partir del movimiento del medio. De manera ventajosa se puede conseguir una interrupción del movimiento de seguimiento cerrando la alimentación y la descarga. Este bloqueo hidráulico se puede realizar de manera relativamente sencilla y a coste favorable.

De acuerdo con una realización, el método comprende seguir el movimiento del medio con un seguidor, que preferiblemente es o comprende un cuerpo flotante, guiar al seguidor e interrumpir el movimiento guiado del seguidor durante la interrupción. De este modo el seguidor está fijo mientras el agua del mar sigue creciendo. En este caso el seguidor e seguirá sumergiendo en un medio que se eleva, una cresta de ola, de manera que se desarrollan en el seguidor fuerzas de flotación que se hacen cada vez mayores. Las fuerzas de flotación se harán mayores a medida que la cantidad de agua desplazada por el seguidor se haga cada vez mayor. Cuando termina la interrupción, esta fuerza se usa para guiar al cuerpo flotante y para generar energía. La mayor fuerza y el mayor trabajo asociado incrementan la eficiencia.

La interrupción del movimiento del cuerpo flotante que sigue al agua del mar produce en particular un movimiento real del seguidor que sobrepasa los valores extremos normales del movimiento de seguimiento normal. Debido a que sobre el seguidor se ejercen fuerzas mayores de lo normal como resultado del desplazamiento del agua, el seguidor puede saltar fuera del medio. De este modo se supera una mayor diferencia de altura, lo cual produce una mayor producción de energía. Cuando la ola tiene 1, 0 metros de altura, el cuerpo flotante puede alcanzar por ejemplo una altura de hasta 1, 20 metros.

El movimiento descendente, valle de una ola, comienza en la posición superior del seguidor. La interrupción empieza cerca del momento en que se alcanza esta posición superior. Cuando esta posición superior sea ya más alta que la posición habitual, es decir, que la altura de cresta normal de la ola, se generará más energía durante la carrera descendente. Preferiblemente, el método comprende además detectar el cambio en la dirección de movimiento e interrumpir en respuesta a la detección. De este modo, se pueden detectar con precisión los valores extremos del movimiento del medio o del seguidor, y la interrupción se puede ajustar a los mismos. La interrupción se produce cerca de las posiciones más alta y más baja del movimiento guiado del cuerpo flotante durante el movimiento alternativo del medio.

Preferiblemente, el medio realiza un movimiento repetitivo con una duración temporal (periodo) determinada, comprendiendo el método además medir el periodo de tiempo, y la interrupción dura al menos un 30% del periodo de tiempo medido. Durante una carrera, es decir, durante el movimiento descendente o ascendente del medio, el cual tiene una duración temporal de la mitad de un periodo, la interrupción dura por lo tanto el 60% de este medio periodo. En una realización la interrupción dura aproximadamente el 40% de este medio periodo. Esto se descubrió mediante experimentación. Esto depende del ratio entre el peso del seguidor y la altura de la ola.

Preferiblemente, la interrupción se realiza dos veces durante... [Seguir leyendo]

 


Reivindicaciones:

1. Método para generar energía a partir de un movimiento ondulatorio de un medio tal como agua de mar, que comprende los pasos de:

seguir el movimiento del medio con un flotador (13, 20, 50, 100) , donde la dirección del movimiento cambia en un punto del tiempo, convertir el movimiento de seguimiento del flotador (13, 20, 50, 100) en energía, usando el movimiento de seguimiento del flotador (13, 20, 50, 100) para bombear un fluido succionando y descargando dicho fluido, interrumpir el seguimiento del movimiento durante un periodo de interrupción cerca de dicho punto en el tiempo cerrando la alimentación y/o la descarga del fluido, caracterizado porque dicho método comprende además controlar el grado de cierre de la alimentación y/o de la descarga del fluido cuando la alimentación y/o la descarga no está interrumpida, donde dicho grado de cierre de la alimentación y/o de la descarga del fluido se controla obteniendo una señal de aceleración procedente de un acelerómetro que mide la aceleración del flotador y obteniendo una señal de aceleración procedente de un acelerómetro que mide la aceleración del medio, y comparar estas dos señales de aceleración de tal manera que se obtenga una corriente de error, y usar dicha corriente de error para controlar el citado grado de cierre de la alimentación y/o de la descarga del fluido.

2. Método de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado por la detección adicional del cambio en la dirección de movimiento y la interrupción en respuesta a la detección.

3. Método de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el medio realiza un movimiento repetitivo con un periodo de tiempo determinado, donde el método comprende además medir el periodo de tiempo e interrumpir durante al menos un 30% del periodo de tiempo.

4. Método de acuerdo con la reivindicación 3, caracterizado por la interrupción del movimiento dos veces durante el periodo de tiempo.

5. Dispositivo para generar energía a partir de un movimiento ondulatorio de un medio tal como el agua del mar, que comprende un bastidor (3, 26) , medios (6, 7, 10) de guiado conectados al bastidor (3, 26) para guiar el movimiento al menos en una dirección vertical, al menos un flotador (13, 20, 50, 100) guiado por los medios (6, 7, 10) de guiado para seguir el movimiento del medio, y medios de conversión para convertir el movimiento del flotador (13, 20, 50, 100) en energía usando el movimiento de seguimiento del flotador (13, 20, 50, 100) para bombear un fluido succionando y descargando dicho fluido, donde el dispositivo está provisto de medios (15, 16, 27, 28, 107, 108) de válvula para bloquear el movimiento del flotador (13, 20, 50, 100) mediante el cierre de la alimentación y/o de la descarga del fluido, caracterizado porque dicho dispositivo además comprende un acelerómetro colocado para medir la aceleración del flotador, un acelerómetro colocado para medir la aceleración del medio, y un comparador para comparar las tensiones de las dos señales de aceleración de dichos acelerómetros y producir una corriente de error, y dichos medios (15, 16, 27, 28, 107, 108) de válvula están además diseñados para controlar el grado de cierre de la alimentación y/o de la descarga del fluido de acuerdo con dicha corriente de error cuando la alimentación y/o la descarga no está interrumpida.

6. Dispositivo de acuerdo con la reivindicación 5, caracterizado porque los medios (15, 16, 27, 28, 107, 108) de válvula están adaptados para bloquear el flotador cerca de los valores extremos del movimiento del flotador.

7. Dispositivo de acuerdo con la reivindicación 6, en el cual el dispositivo comprende medios de control para controlar el movimiento de seguimiento del flotador (13, 20, 50, 100) , y en el cual los medios de control controlan la posición de los medios (15, 16, 27, 28, 107, 108) de válvula.

8. Dispositivo de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 5-7, caracterizado porque sobre el bastidor (3, 26) están situados medios de detección que tienen el objetivo de detectar el movimiento del flotador (13, 20, 50, 100) o del medio y un dispositivo de control acoplado a los medios de detección y a los medios (15, 16, 27, 28, 107, 108) de válvula que tiene el objetivo de controlar los medios (15, 16, 27, 28, 107, 108) de válvula basándose en detecciones realizadas por los medios de detección.

9. Dispositivo de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 5-8, caracterizado por un conducto (4, 29, 102) de succión y un conducto (5, 30, 103) de descarga que están provistos respectivamente de una válvula (15, 27, 107) de entrada y una válvula (16, 28, 108) de salida, donde una cámara (6, 8, 23, 26, 101) de bomba está situada entre alimentación y descarga, donde la cámara (6, 8, 23, 26, 101) de bomba comprende una pieza (8, 23) de bomba que tiene permitido el movimiento con respecto al bastidor (3, 26) .

10. Dispositivo de acuerdo con la reivindicación 9, en el cual la pieza (8, 23) de bomba está conectada al flotador (13, 20, 50, 100) .