Cuerpo de reacción para un aparato de energía de olas.

Un cuerpo (1) de reacción de subsuperficie para uso en un aparato para convertir el movimiento de las olas en un cuerpo de agua en energía útil.

estando dispuesto el cuerpo de reacción de subsuperficie para ser llenado selectivamente con aire en una configuración de flotabilidad máxima preestablecida

(Fig. 2) y a ser llenado con agua en una configuración de flotabilidad mínima preestablecida (Fig. 1), caracterizado porque el cuerpo de reacción de subsuperficie tiene una disposición de cámaras (12) para inhibir el libre flujo de agua a través del cuerpo de reacción, estando las cámaras dispuestas para ser llenadas selectivamente de manera independiente ya sea con aire o agua para definir al menos otra configuración de flotabilidad preestablecida entre las configuraciones máximas y mínimas respectivas.

Tipo: Patente Internacional (Tratado de Cooperación de Patentes). Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: PCT/GB2011/000925.

Solicitante: Marine Power Systems Limited.

Nacionalidad solicitante: Reino Unido.

Dirección: Ethos Building, Kings Road, SA1 Swansea Waterfront Swansea SA1 8AS REINO UNIDO.

Inventor/es: FOSTER,GRAHAM DAVID, STOCKMAN,GARETH IAN, CHAPMAN,JOHN CHRISTOPHER.

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)
  • 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... > F03B13/20 (siendo los dos elementos móviles respecto al fondo del mar o al borde)

PDF original: ES-2545991_T3.pdf

 

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Ilustración 1 de Cuerpo de reacción para un aparato de energía de olas.
Ilustración 2 de Cuerpo de reacción para un aparato de energía de olas.
Ilustración 3 de Cuerpo de reacción para un aparato de energía de olas.
Ilustración 4 de Cuerpo de reacción para un aparato de energía de olas.
Cuerpo de reacción para un aparato de energía de olas.

Fragmento de la descripción:

Cuerpo de reacción para un aparato de energía de olas La presente invención se relaciona con la generación de un aparato que pueda ser utilizado para extraer energía de las olas en un cuerpo de agua convirtiendo tal energía en energía útil, y cuerpos de reacción para su utilización con el mismo.

En los años recientes, se ha incrementado el énfasis en la necesidad de explotar energía renovable de forma que esta contribuya significativamente con la producción de energía global.

Una fuente potencial de energía renovable es la energía de las olas - un recurso de energía consistente y abundante disponible en todos los grandes mares y océanos del mundo. Han surgido diversos dispositivos de generación de potencia de olas como un método potencial para capturar esta energía, sin embargo, los dispositivos actuales tienen muchas limitaciones con no solo uno de los dispositivos que tienen la habilidad probada para explotar de manera confiable el recurso disponible a largo plazo.

Como se describe en nuestra WO2010007418, los diseños existentes para generar electricidad a partir de la energía de las olas pueden ser divididos en seis categorías principales: atenuadores flotantes, convertidores de oleaje, dispositivos oscilatorios de columnas de agua, dispositivos de desbordamiento, dispositivos sumergidos de presión diferencial y amortiguadores de punto. La mayoría de estos pueden estar flotando o con base en el lecho marino. También hay otros tipos de dispositivo los cuales no son fáciles de categorizar, siendo ejemplos las estructuras o rotores flexibles suaves que se accionan directamente por las olas. Cada uno de estos diferentes enfoques tiene sus propias ventajas y desventajas inherentes.

De los dispositivos conocidos, los amortiguadores de punto parece que ofrecen la solución menos problemática a la extracción de energía de las olas del océano. Las ventajas de ser flexibles a la posición, de instalación simple, útiles, razonablemente transportables, y razonablemente aptos para sobrevivir, hacen más probable que sean capaces de cumplir con el reto de extraer energía del mar.

Se han propuesto diversos diseños de un amortiguador de punto. Por ejemplo, la US7245041 divulga un dispositivo en el cual una serie de flotadores operados por las olas, suspenden un cigüeñal común con un resorte polarizando cada flotador. El peso del cigüeñal común y la cubierta circundante resisten el movimiento de los flotadores pero no hay un método con el cual su inercia pueda ser incrementada aún más, o cualquier manera en la cual el dispositivo pueda alcanzar una configuración de transporte conveniente.

La AU5581273 divulga un dispositivo de amortiguador de punto en el cual un miembro de reacción submarina puede ser llenado con agua para aumentar su inercia. Sin embargo, el miembro de reacción no está polarizado hacia el flotador y no hay manera que el dispositivo logre una configuración de transporte conveniente.

La JP55125364 divulga un dispositivo de amortiguador de punto con un miembro de reacción movible de placa plana acoplado a una superficie flotante y forzado por un generador lineal. Sin embargo, la inercia del miembro de reacción no puede ser aumentada y el dispositivo no tiene una configuración de transporte conveniente.

La US6229225 divulga un dispositivo creciente submarino en el cual un convertidor de energía es polarizado por un resorte. Sin embargo el dispositivo es forzado por un anclaje al lecho marino y por lo tanto muy difícil de instalar y mantener.

La EP0265594 y la WO2008130295 divulgan dispositivos de amortiguador de punto en los cuales un convertidor de energía es polarizado por un resorte. Tales dispositivos están forzados por un anclaje al lecho marino y son por lo tanto muy difíciles de instalar y mantener.

La WO2010007418 anteriormente mencionada divulga un amortiguador de punto que comprende un flotador el cual es movible en respuesta al movimiento de las olas y al cuerpo de reacción de la subsuperficie teniendo una flotabilidad ajustable y las respectivas configuraciones de flotabilidad máximas y mínimas, el cuerpo de reacción de la subsuperficie está conectado al flotador por una línea de conexión flexible y teniendo inercia y/o resistencia para resistirse al movimiento del flotador causado por el movimiento de las olas.

Se permite el movimiento relativo entre el cuerpo de reacción de la subsuperficie y el flotador y existe un convertidor de energía para convertir el movimiento relativo en energía útil; y el cuerpo de reacción de la subsuperficie es polarizado direccionalmente con respecto al flotador.

El cuerpo de reacción de la subsuperficie está suspendido al flotador a una profundidad establecida por la longitud de la línea de conexión en la mínima configuración de flotabilidad y flotante en la superficie del cuerpo de agua en la máxima configuración de flotabilidad.

La disposición que se acaba de describir y que es ilustrada en la WO2010007418 alivia al menos varias de las dificultades asociadas con los dispositivos de energía de olas en general y con los amortiguadores de punto en particular.

El cuerpo de reacción o el miembro descritos en la WO2010007418 contiene una sola cámara la cual puede ser llenada selectivamente con aire o agua. Esta reúne los requisitos del dispositivo para la configuración de superficie en la cual el volumen interior es llenado totalmente con aire, y para la configuración operativa en la cual el volumen interior es totalmente llenado con agua.

Sin embargo, como el cuerpo de reacción es probablemente que sea un gran buque, y el agua en el espacio interno está sin restricciones, el chapoteo del agua dentro del cuerpo de reacción o la acumulación en un extremo, probablemente que conduzca a problemas de estabilidad durante el despliegue y recuperación del aparato.

Adicionalmente, cuando el cuerpo de reacción del convertidor de energía de las olas divulgado en la WO2010007418 está ascendiendo o descendiendo, no pueden ser suficientes las dos configuraciones de flotabilidad discretas para un despliegue y recuperación seguras del aparato. Por ejemplo, si el volumen interior está completamente inundado para desplegar el aparato, entonces este puede descender muy rápidamente y ocasionar problemas con la línea de conexión, con las líneas de amarre o con la línea de energía; y si el dispositivo está completamente lleno con aire para la recuperación este puede ascender muy rápidamente ocasionando también problemas.

La construcción de un gran buque de acuerdo con la WO2010007418 por medios convencionales tal como la fabricación de la costura soldada en acero es un proceso costoso y es probable que conduzca a una estructura costosa la cual aumentará el costo de la energía producida por el aparato. También sería difícil y costosa la fabricación del aparato como una estructura con armazón sellado herméticamente al agua, requiriendo la costura soldada de placa de acero fabricada con una inspección especial para verificar que las soldaduras son impermeables y/o herméticas.

La WO2010007418 (y también la GB2414771) divulgan un cuerpo de reacción de la subsuperficie para su uso en el aparato para convertir la energía de las olas en energía útil, estando dispuesto el cuerpo de reacción de la subsuperficie para ser llenado con aire para una configuración de máxima flotabilidad y para ser llenado con agua para una configuración de mínima flotabilidad.

Ahora se han ideado cuerpos de reacción mejorados relativos a los de los arreglos divulgados en la WO2010007418 y GB2414771, los cuales proporcionan nuevas características y medios de construcción para proporcionar configuraciones de flotabilidad adicionales durante el ascenso y el descenso... [Seguir leyendo]

 


Reivindicaciones:

1. Un cuerpo (1) de reacción de subsuperficie para uso en un aparato para convertir el movimiento de las olas en un cuerpo de agua en energía útil.

estando dispuesto el cuerpo de reacción de subsuperficie para ser llenado selectivamente con aire en una configuración de flotabilidad máxima preestablecida (Fig. 2) y a ser llenado con agua en una configuración de flotabilidad mínima preestablecida (Fig. 1) , caracterizado porque el cuerpo de reacción de subsuperficie tiene una disposición de cámaras (12) para inhibir el libre flujo de agua a través del cuerpo de reacción, estando las cámaras dispuestas para ser llenadas selectivamente de manera independiente ya sea con aire o agua para definir al menos otra configuración de flotabilidad 10 preestablecida entre las configuraciones máximas y mínimas respectivas.

2. Un cuerpo de reacción de acuerdo con la reivindicación 1, donde dichas cámaras (12) están provistas en una formación con una vejiga inflable dispuesta para llenar cada una de las cámaras respectivas de forma que las cámaras son herméticas cuando son llenadas con aire pero no son impermeables cuando son llenadas con agua.

3. Un cuerpo de reacción de acuerdo con la reivindicación 1 o 2, en el cual se proporciona al menos otra configuración de flotabilidad preestablecida por una combinación de cámaras llenadas ya sea totalmente con aire o totalmente con agua.

4. Un cuerpo de reacción de acuerdo con la reivindicación 3, en el cual hay una variedad de dichas configuraciones de flotabilidad preestablecidas que comprenden una configuración de flotabilidad ligeramente positiva y una configuración de flotabilidad ligeramente negativa.

5. Un cuerpo de reacción de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a la 4, en el cual las cámaras están 25 formadas por una formación de mamparos (11) .

6. Un cuerpo de reacción de acuerdo con la reivindicación 5, en el cual los mamparos están unidos a una armadura (10) que comprende vigas interconectadas.

7. Un cuerpo de reacción de acuerdo con la reivindicación 5 o 6, en el cual al menos una de las cámaras está organizada para ser hecha impermeable o hermética por una vejiga respectiva (15, 15b) .

8. Un cuerpo de reacción de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 5 a 7, en el cual al menos uno de los mamparos comprende material de balasto (14) .

9. Un cuerpo de reacción de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 5 a la 8, en donde al menos uno de los mamparos extiende solo parte de su altura entre las cubiertas adyacentes del cuerpo de reacción.

10. Un cuerpo de reacción de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a la 9, que está provisto con alas (19)

sobresalientes de los lados del mismo, estando dispuestas dichas alas para incrementar la masa efectiva y la resistencia cuando el cuerpo de reacción es movido a través del cuerpo de agua.

11. Un cuerpo de reacción de acuerdo con la reivindicación 10, en donde las alas (19b) son retráctiles.

12. Un aparato para convertir el movimiento de las olas en un cuerpo de agua en energía útil, comprendiendo el generador:

un medio de flotabilidad (2) el cual es móvil en respuesta a dicho movimiento de las olas;

un cuerpo (1) de reacción de subsuperficie conectado a dicho medio de flotabilidad por una línea (3) de conexión flexible y teniendo inercia y/o arrastre para resistir el movimiento de dicho medio de flotabilidad causado por dicho movimiento 50 de las olas;

un medio para permitir un movimiento relativo entre dicho cuerpo de reacción de subsuperficie y dicho medio de flotabilidad;

un medio (4) de conversión de energía para convertir dicho movimiento relativo en dicha energía útil; y un medio de polarización para polarizar direccionalmente dicho cuerpo de reacción de subsuperficie con respecto a 55 dicho medio de flotabilidad;

en donde el cuerpo de reacción de subsuperficie es como se define en cualquiera de las realizaciones 1 a 11, y está suspendido por un medio de flotabilidad a una profundidad establecida por la longitud de la línea (3) de conexión en la configuración de flotabilidad mínima y la flotación en la superficie de dicho cuerpo de agua en la configuración de flotabilidad máxima.