Dispositivo de señalización.

Dispositivo de señalización, que comprende un cuerpo (13) configurado para flotar en agua y al menos una turbina

(31) de eje vertical dispuesta para quedar por debajo de la superficie del agua cuando dicho cuerpo (13) está flotando en el agua, de manera que dicha turbina pueda girar impulsada por una corriente en el agua en la que está situada la turbina. El dispositivo puede comprender un sistema de fondeo (2) que está configurado para mantener el cuerpo (13) con una orientación angular sustancialmente predeterminada con respecto a dicha corriente en el agua. El dispositivo puede estar configurado para operar en una pluralidad de modos de operación, en función de la energía disponible.

Tipo: Patente de Invención. Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: P201331777.

Solicitante: Abengoa Seapower, S.A.

Nacionalidad solicitante: España.

Inventor/es: CORZ RODRIGUEZ,ALFONSO, CAMPOS MARÍN,Antonio, MARÍN RODRÍGUEZ,Francisco Javier, MUÑOZ ARJONA,Enrique, GONZÁLEZ ANDREU,Alejandro, RODRÍGUEZ BORDALLO,Cristina, PIZA SEÑAS,Alberto, PASCAL,Remy, TORRES MOLINA,Alejandro, MARTÍN-BEJARNO SÁNCHEZ,Ángel, GÓMEZ LEÓN,Daniel, RODRÍGUEZ RUBIO,Pablo, DE LOS SANTOS RAMOS,Francisco Javier, RUIZ TORRES,Fidel, CASTILLO CASTILLO,Enrique.

Fecha de Publicación: .

Clasificación Internacional de Patentes:

  • SECCION B — TECNICAS INDUSTRIALES DIVERSAS; TRANSPORTES > BUQUES U OTRAS EMBARCACIONES FLOTANTES; SUS EQUIPOS > BUQUES U OTRAS EMBARCACIONES FLOTANTES; EQUIPAMIENTO... > Boyas (medios para señalar el emplazamiento de objetos... > B63B22/18 (que tienen medios para regular la actitud o posición, p. ej. superficies de reacción o cuerdas)
  • 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... > F03B13/14 (Utilización de la energía de las olas)
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Dispositivo de señalización.

Fragmento de la descripción:

Dispositivo de señalización

Campo de la invención 5

La invención se engloba en el campo de los dispositivos o boyas de señalización marítima o fluvial.

Antecedentes de la invención 10

Es conocido el uso de boyas o dispositivos de señalización marítima o fluvial, basados en un cuerpo flotante, habitualmente anclado en el fondo del mar, lago o río, y que incluye una serie de subsistemas o cargas, por ejemplo, para señalización, comunicación, medición de parámetros del entorno, etc. Estas cargas consumen energía, por lo que es necesario dotar al dispositivo de un sistema de suministro de energía a las cargas. En el pasado, a estos dispositivos se les solía dotar de baterías. Como los dispositivos de señalización, también 15 conocidos como boyas o balizas, suelen estar situados en entornos donde resulta difícil suministrarles energía desde, por ejemplo, la red eléctrica, podía ser necesario acceder a los dispositivos de señalización con cierta frecuencia para comprobar el estado de las baterías, recargarlas y/o sustituirlas por nuevas.

Para evitar este inconveniente, hoy en día es habitual dotarles a los dispositivos de señalización de medios de 20 generación de energía eléctrica, con el fin de que sean autosuficientes energéticamente. Se conocen soluciones basadas en las llamadas "energías renovables", por ejemplo, la energía fotovoltáica o la energía que se genera a partir del oleaje. Ahora bien, estos sistemas de generación de energía eléctrica tienen varios inconvenientes, siendo uno de ellos las muchas veces imprevisibles variaciones en la disponibilidad de la fuente de energía primaria (la luz solar en el caso de la energía fotovoltáica, el oleaje, etc.) . Además, en el caso de los sistemas 25 fotovoltaicos, se han detectado problemas relacionados con el deterioro de la eficiencia de los modulos fotovoltaicos debido a depositos sobre las superficies que deben recibir la luz solar, por ejemplo, depositos de sal, que muchas veces son difíciles de evitar en entornos marinos.

Otro aspecto importante de los dispositivos de señalización marítima es el precio: es importante que el sistema 30 de generación de energía para el autoabastecimiento no encarezca en excesivo el producto, dado que esto podría disminuir el atractivo del producto en un mercado muy competitivo.

Por otra parte, también es importante la fiabilidad del producto y que las necesidades de mantenimiento o reparaciones in situ no sean excesivas. 35

WO-2012/134423-A1describe un dispositivo de señalización o boya con una pluralidad de cargas, incluyendo sistemas de radar y sonar, sensores de clima y oleaje, sistemas de comunicación, relés, sistemas de control, etc., y un sistema de generación de energía eléctrica a partir de las olas, que se usa para alimentar estas cargas y para cargar o recargar baterías u otros acumuladores de energía. Ahora bien, la energía que se puede obtener 40 de las olas muchas veces varía mucho en función de las condiciones climatológicas, es decir, la disponibilidad de la fuente de energía primaria es altamente imprevisible. Por ello, WO-2012/134423-A1 propone conectar y desconectar determinadas cargas (dispositivos o equipos) selectivamente en función de las condiciones climatológicas y/o en función de condiciones externas detectadas. No obstante, esto puede implicar un inconveniente: la fiabilidad del sistema dependerá en gran medida de que dichas condiciones se detecten 45 correctamente, por lo que un fallo en el sistema de detección de, por ejemplo, la amplitud de las olas, puede poner en peligro la operabilidad de la boya.

WO-96/26364-A2 describe otro ejemplo de una boya que obtiene energía de las olas, utilizando elementos piezoeléctricos. La boya incluye baterías que proporcionan energía cuando no se consigue producir energía 50 suficiente a partir de las olas. Para que el sistema sea autosuficiente, se require un diseño muy cuidado del sistema de generacion de energía eléctrica y una continua adaptación de la frecuencia de resonancia del sistema de generación de energía a los movimientos de la boya, algo que puede resultar complejo y costoso.

Por otra parte, WO-2010/046767-A2 describe cómo el movimiento del medio fluido en el que está ubicada una 55 plataforma flotante puede usarse para generar energía eléctrica; se usa una turbina dispuesta debajo de la plataforma. Se menciona su utilidad en el contexto de la navegación marina. Sin embargo, el sistema descrito en WO-2010/046767-A2 es complejo y no parece ser apropiado para la incorporación en una boya o similar.

Descripción de la invención 60

Un primer aspecto de la invención se refiere a un dispositivo o boya de señalización, que comprende un cuerpo o flotador configurado para flotar en agua, un sistema de fondeo, y al menos una turbina de eje vertical dispuesta para quedar por debajo de la superficie del agua cuando dicho cuerpo está flotando en el agua, de manera que dicha turbina pueda girar impulsada por una corriente en el agua en la que está situada la turbina cuando está en 65 uso. El sistema de fondeo está configurado para mantener el cuerpo con una orientación angular (es decir, con una orientación en el plano horizontal, o en cuanto a su proyección sobre un plano horizontal; con proyección se entiende la proyección ortogonal) sustancialmente predeterminada con respecto a dicha corriente en el agua. Es decir, la orientación del cuerpo en cuanto a su orientación angular (a saber, en cuanto a la posición de giro en un plano horizontal, alrededor de su eje vertical) , y a diferencia de lo que ocurre con muchas boyas, se mantiene de forma sustancialmente predeterminada debido al sistema de fondeo. Es decir, no se permite que el cuerpo gire 5 más o menos libremente en el plano horizontal o que se oriente de cualquier manera con respecto a la corriente en el agua. De esta manera, se puede evitar que un eventual contrapeso impida que la corriente actúe sobre la turbina de forma óptima, o en el caso de que haya dos o más turbinas situadas en paralelo, que estas turbinas se posicionen entre sí de manera que una haga "sombra" a la otra, impidiendo que la corriente llegue a la otra turbina de una manera óptima. De esta manera, con un sistema de fondeo que sirve para mantener una 10 determinada orientación angular del cuerpo del dispositivo, se puede optimizar el rendimiento de la turbina o turbinas, es decir, optimizar el aprovechamiento de la energía que representa la corriente. Se trata de orientar el dispositivo con respecto a la corriente para optimizar el aprovechamiento de la corriente para la generación de energía eléctrica a través de la turbina o turbinas.

Un buen rendimiento del sistema de generación de energía eléctrica permite aumentar la capacidad energética de la boya sin incrementar en exceso su precio o tamaño, algo que resulta importante para producir un producto atractivo para el mercado. Por lo tanto, se puede optimizar la relación entre lo que la boya ofrece en cuanto a aplicaciones (por ejemplo, aplicaciones de ayuda a la navegación y/u otras aplicaciones) , y su precio, peso y/o tamaño. 20

El término "eje vertical" se refiere al hecho de que la turbina se disponga con el eje sustancialmente vertical para ser activada por una corriente sustancialmente horizontal, a diferencia de las turbinas que se conocen como "de eje horizontal", por ejemplo, las que hoy en día muchas veces usan los aerogeneradores de tres palas. El término "vertical" no debe entenderse en el sentido de que el eje siempre tenga que estar totalmente vertical, ya 25 que su orientación puede fluctuar debido a los movimientos de vaivén del dispositivo, por ejemplo, debido al oleaje y la escora de la boya.

La turbina o turbinas pueden, por ejemplo, ser...

 


Reivindicaciones:

1. Dispositivo de señalización, que comprende un cuerpo (13) configurado para flotar en agua y un sistema de fondeo,

caracterizado por que

el dispositivo adicionalmente comprende al menos una turbina (31) de eje vertical dispuesta para quedar por debajo de la superficie del agua cuando dicho cuerpo (13) está flotando en el agua, de manera que dicha turbina pueda girar impulsada por una corriente en el agua en la que está situada la turbina, 10

por que

el sistema de fondeo (2) está configurado para mantener el cuerpo (13) con una orientación angular sustancialmente predeterminada con respecto a dicha corriente en el agua, y por que el sistema de fondeo comprende al menos una primera parte que comprende dos líneas de sujeción (24) unidas a dos puntos de unión (24A) distintos en el cuerpo (13) , separados entre sí en cuanto a su 15 proyección sobre un plano horizontal, comprendiendo dicha primera parte del sistema de fondeo adicionalmente una línea de amarre (21) configurada para unir las líneas de sujeción (22, 24) a un peso (23) .

2. Dispositivo según la reivindicación 1, que comprende dos turbinas (31) de eje vertical dispuestas en paralelo, 20 estando el sistema de fondeo configurado de manera que un plano que incluye los ejes verticales (31A) de dichas turbinas (31) quede orientado de forma sustancialmente perpendicular con respecto a la dirección de la corriente en el agua.

3. Dispositivo según la reivindicación 1 o 2, en el que dichos dos puntos de unión (24A) están separados al 25 menos 90 grados.

4. Dispositivo según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que dicha primera parte del sistema de fondeo comprende una tercera línea de sujeción (22) unida a un tercer punto de unión (22A) situado en una prolongación inferior (14) del dispositivo. 30

5. Dispositivo según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que al menos una de dichas líneas de sujeción es rígida.

6. Dispositivo según la reivindicación 4, en el que dicha tercera línea de sujeción (22) es rígida. 35

7. Dispositivo según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que el sistema de fondeo adicionalmente comprende una segunda parte, sustancialmente idéntica a dicha primera parte.

8. Dispositivo según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, que adicionalmente comprende un sistema de 40 contrapeso (14, 14A) que se extiende hacia abajo desde el cuerpo (13) .

9. Dispositivo según la reivindicación 2, que adicionalmente comprende un sistema de contrapeso (14, 14A) que se extiende hacia abajo desde el cuerpo (13) , y en el que el sistema de contrapeso (14A, 14) está situado entre las dos turbinas (31) . 45

10. Dispositivo según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, que adicionalmente comprende, asociado a cada turbina (31) , al menos un generador (34) de energía eléctrica, configurado para generar energía eléctrica impulsado por el movimiento de la turbina (31) correspondiente.

11. Dispositivo según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, que comprende un controlador (4) programado para gestionar comunicación con tierra y gestión de energía.

12. Dispositivo según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, configurado para comunicación basada en WiMAX. 55

13. Dispositivo según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que dicha, al menos una, turbina comprende al menos una primera sección y una segunda sección, situada una después de la otra en sentido axial de la turbina, comprendiendo cada sección una pluralidad de álabes, estando los álabes (31C) de la segunda sección desfasados angularmente con respecto a los álabes (31B) de la primera sección. 60