DISPOSITIVO GENERADOR DE ELECTRICIDAD A PARTIR DE ENERGÍA CINÉTICA.

1. Dispositivo generador de electricidad a partir de energía cinética,

caracterizado porque comprende:

- una estructura flotable (4);

- una pluralidad de columnas (2) dentadas, cimentadas en un lecho marino (6), que atraviesan y/o rodean la estructura flotable (4), siendo la estructura flotable (4) verticalmente desplazable respecto de las columnas (2) alternadamente entre un punto extremo superior asociado a pleamar y un punto extremo inferior asociado a bajamar;

- medios de transmisión para transformar el desplazamiento vertical de la estructura flotable (4) en un movimiento de giro, donde los medios de transmisión comprenden:

- una pluralidad de ruedas dentadas (1), vinculadas a la estructura flotable (4), y engranadas a las columnas (2), de tal manera que un desplazamiento vertical de la estructura flotable (1) provoca un desplazamiento y un giro de las ruedas dentadas (1) a lo largo de las columnas (2); y

- multiplicadores (15) configurados para recibir el giro de las ruedas dentadas (1) y transformar dicho giro en otro giro de velocidad y par distintos;

- dinamos (3) conectadas a los multiplicadores (15) para transformar en electricidad el giro de los multiplicadores (15) transmitido desde las ruedas dentadas (1);

- medios de retención liberables para alternadamente fijar y liberar las ruedas dentadas (1) a las columnas (2) cuando la estructura flotable (4) se encuentra en cualquiera de los puntos extremos superior e inferior;

donde los multiplicadores (15) comprenden una pluralidad de engranajes (16, 17, 18, 19) que comprenden:

- un engranaje de dinamo (17), para accionar el giro del eje de la dinamo (3);

- un engranaje de rueda (16), que está conectado con su correspondiente rueda dentada (1); y,

- uno o varios engranajes intermedios (18) accionados en serie.

2. Dispositivo generador de electricidad a partir de energía cinética, de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado porque al menos una de las columnas (2) está engranada con más de una rueda dentada (1).

3. Dispositivo generador de electricidad a partir de energía cinética, de acuerdo con la reivindicación 2, caracterizado porque las columnas (2) presentan sección poligonal.

4. Dispositivo generador de electricidad a partir de energía cinética, de acuerdo con la reivindicación 3, caracterizado porque comprende la sección poligonal comprende tantos lados como ruedas dentadas (1) están engranadas en la columna (2).

5. Dispositivo generador de electricidad a partir de energía cinética, de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado porque los engranajes (16, 17, 18, 19) comprenden pares de engranajes (24), que comprenden un engranaje mayor y un engranaje menor, donde el engranaje mayor de un par de engranajes (24) posee un número de dientes sustancialmente mayor que el correspondiente engranaje menor de su par de engranajes (24).

6. Dispositivo generador de electricidad a partir de energía cinética, de acuerdo con la reivindicación 5, caracterizado porque la transmisión comprende adicionalmente una cremallera (20) intercalada entre dos engranajes (16, 17, 18, 19) consecutivos o entre una rueda dentada (1) y sus correspondientes engranajes (16, 17, 18, 19).

7. Dispositivo generador de electricidad a partir de energía cinética, de acuerdo con la reivindicación 6, caracterizado porque el multiplicador (15) incorpora adicionalmente un cilindro hidráulico (23) para aumentar la fuerza de empuje, así como la cremallera (20) comprende una primera porción de cremallera (21) y una segunda porción de cremallera (22), donde la primera porción de cremallera (21) está conectada a la rueda dentada (1) y a una entrada de fuerza del cilindro hidráulico (23), así como la segunda porción de cremallera (22) está conectada a una salida de fuerza del cilindro hidráulico (23) y a los engranajes (16, 17, 18, 19).

8. Dispositivo generador de electricidad a partir de energía cinética, de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 6 y 7, caracterizado porque el multiplicador (15) incorpora al menos un engranaje auxiliar (19) intercalado entre la rueda dentada (1) y la cremallera (20).

9. Dispositivo generador de electricidad a partir de energía cinética, de acuerdo con la reivindicación 8, caracterizado porque los medios de transmisión comprenden dos multiplicadores (15) paralelos conectados a cada rueda dentada (1), a través de sendos engranajes auxiliares (19).

Dispositivo generador de electricidad a partir de energía cinética.

OBJETO DE LA INVENCIÓN

La presente invención se puede incluir en el campo técnico de la producción de energía renovable y no contaminante, tal como el aprovechamiento eléctrico de las mareas. En particular, la invención tiene por objeto un dispositivo generador de electricidad a partir de energía cinética que permite transformar en energía eléctrica el movimiento ascendente y descendente, como consecuencia de la sucesión de pleamar y bajamar, de una estructura flotable instalada en el mar.

ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN

Actualmente existen varios sistemas de producción de energía a través del aprovechamiento de la diferencia del nivel del mar provocada por la sucesión de mareas.

El más viable de los construidos hasta la fecha es aquel que emplea una presa limitada por un dique dotado de compuertas y ubicada a la entrada de una ría o similar. Cuando se produce la pleamar, se cierran las compuertas, quedando una gran cantidad de agua retenida en la presa. Cuando se produce la bajamar, se permite salir el agua de manera controlada hacia la ría, a una cierta presión, a través de unas toberas instaladas en el dique, para accionar una serie de turbinas conectadas a dinamos eléctricas y acumuladores energéticos, de manera muy similar al de una central hidroeléctrica convencional en una presa o pantano artificial. Actualmente la central más conocida en funcionamiento siguiendo este sistema es la ubicada en el estuario del río Rance, Francia.

Este sistema descrito presenta varios inconvenientes. El más reseñable, aparte de los costes de construcción y mantenimiento elevados, es el importante impacto medioambiental que provoca. Además, precisa de una zona donde la diferencia entre la pleamar y la bajamar sea muy importante, del orden de los 9 o 10 metros como mínimo, y con una forma o relieve costero tal que permita la construcción de un dique entre dos puntos de tierra. Estos requerimientos limitan en gran medida los enclaves óptimos para su construcción y los posibles beneficios.

Otro método de reciente construcción, cerca de las costas de Strangford Lough, Irlanda, comprende molinos de gran tamaño sumergidos, que al modo de los grandes aerogeneradores, aprovechan la fuerza de las corrientes provocadas por la subida y bajada de las mareas en ciertos lugares de la costa, similares a fiordos.

DESCRIPCIÓN DE LA INVENCIÓN

La presente invención se refiere a un dispositivo generador de electricidad a partir de energía cinética, para transformar en energía eléctrica una energía cinética asociada a un desplazamiento vertical de una estructura flotable instalada en el mar, asociada a la sucesión continuada de bajamares y pleamares.

El dispositivo de la invención comprende, por tanto, una estructura flotable instalada en el mar. La masa y las dimensiones de la estructura flotable pueden seleccionarse previamente a su instalación en función de las necesidades de construcción y ubicación.

La estructura flotable posee una elevada capacidad de flotación, de acuerdo con el principio de Arquímedes que emplea cualquier embarcación pesada convencional, cuyo material de fabricación no sea flotable por sí mismo, gracias a una forma adecuada. Adicionalmente, la estructura flotable puede incorporar una o varias cámaras estancas, repartidas en su interior, que se pueden rellenar de aire u otro gas menos denso que el agua, para aumentar la flotación, impidiendo en gran medida un hundimiento excesivo de la estructura flotable dentro del agua, contrarrestando así a su elevada masa.

Asimismo, el dispositivo comprende adicionalmente una pluralidad de columnas, de gran solidez, que atraviesan y/o rodean la estructura flotable, y que están fuertemente cimentadas en el lecho marino. Como se explicará seguidamente en mayor detalle, la estructura flotable es desplazable verticalmente respecto de las columnas, que proporcionan a la estructura flotable un efecto de estabilización y guía durante el desplazamiento.

El dispositivo comprende adicionalmente unos medios de transmisión para transformar el desplazamiento vertical de la estructura flotable en un movimiento de giro. Los medios de transmisión incorporan una pluralidad de ruedas dentadas, de gran tamaño, que están vinculadas a la estructura flotable y engranadas a los dientes de las columnas, de tal manera que, cuando sea necesario y así se requiera, el peso de la estructura podrá descansar sobre las columnas a través de las ruedas dentadas. El desplazamiento de las ruedas dentadas a lo largo de las columnas provoca el desplazamiento vertical de la estructura flotable, entre un punto extremo superior, asociado a pleamar, y un punto extremo inferior, asociado a bajamar. Está previsto que, en función de la masa de la estructura flotable, se dispongan varias ruedas dentadas para cada una de las columnas. Las columnas pueden por tanto tener una sección circular, o alternativamente una sección poligonal adaptada al número de ruedas dentadas conectadas a las columnas.

Los medios de transmisión incorporan adicionalmente una pluralidad de multiplicadores que están conectados a las ruedas dentadas. Asimismo, los multiplicadores están también conectados con unas dinamos, para proporcionar al eje de las dinamos un giro a un determinado régimen de giro. Cada multiplicador puede estar conectado a una dinamo, o también puede ser que varios multiplicadores estén conectados a la misma dinamo. En las dinamos, se transforma en energía eléctrica la energía cinética de giro de los medios de transmisión. Los medios de transmisión están configurados para transformar un giro con un par más elevado y un régimen de giro más bajo en un giro con un par más reducido y un régimen de giro más elevado, de acuerdo con las necesidades de las dinamos, para optimizar el rendimiento de las dinamos.

La energía eléctrica obtenida en las dinamos puede ser trasladada a unos acumuladores situados en la estructura flotable o directamente a la red eléctrica, mediante unos conductos habilitados para ello, desde la estructura flotable hasta tierra firme. Los acumuladores igualmente pueden situarse fuera de la estructura flotable, en tierra firme, incluyéndose por tanto una subestación eléctrica de almacenaje y distribución.

Cada multiplicador comprende una pluralidad de engranajes conectados consecutivamente, donde los engranajes comprenden: un engranaje de dinamo, para accionar el giro del eje de la dinamo; un engranaje de rueda, que está conectado, directa o indirectamente con su correspondiente rueda dentada; y, en su caso, uno o varios engranajes intermedios accionados en serie. De acuerdo con una realización preferente, los engranajes, o al menos algunos de los engranajes, pueden estar asociados en pares de engranajes, que comprenden un engranaje mayor y un engranaje menor, donde el engranaje mayor de cada par de engranajes presenta un número sustancialmente mayor de dientes que el engranaje menor del mismo par de engranajes, para facilitar la multiplicación reduciendo el número de etapas necesarias.

De acuerdo con una realización preferente, compatible con la realización anteriormente descrita, la transmisión puede incorporar adicionalmente una cremallera intercalada entre dos engranajes consecutivos o entre la rueda dentada y los engranajes. Para el caso de intercalar la cremallera entre la rueda dentada y los engranajes, se prefiere incorporar un engranaje auxiliar, dispuesto en posición horizontal, que es accionado por la rueda dentada y que acciona la cremallera. Asimismo, de manera preferente, al menos una de las ruedas dentadas puede estar conectada a dos engranajes auxiliares, para accionar dos multiplicadores en paralelo.

Asimismo, se incorpora adicionalmente un cilindro hidráulico, para aumentar la fuerza de empuje, así como la cremallera comprende preferentemente dos tramos de cremallera, donde un primer tramo de cremallera está conectado al engranaje auxiliar y a una entrada de fuerza del cilindro, así como un segundo tramo de cremallera está conectado al engranaje de rueda y a una salida de fuerza del cilindro.

Se dispone de unos medios de retención, por ejemplo, un tope o un freno mecánico, para fijar las ruedas dentadas a las columnas cuando la estructura flotable se encuentra en cualquiera de los puntos extremos superior e inferior.

Cuando la altura de la marea es máxima, la estructura flotable se encuentra en el punto extremo superior. Entonces se accionan los medios de retención para fijar la estructura flotable a las columnas en el punto extremo superior, donde permanece mientras baja la marea. Cuando la marea está próxima a la bajamar, los medios de retención son liberados,...

1. Dispositivo generador de electricidad a partir de energía cinética, caracterizado por que comprende:

-una estructura flotable (4) ;

- una pluralidad de columnas (2) dentadas, cimentadas en un lecho marino (6) , que atraviesan y/o rodean la estructura flotable (4) , siendo la estructura flotable (4) verticalmente desplazable respecto de las columnas (2) alternadamente entre un punto extremo superior asociado a pleamar y un punto extremo inferior asociado a bajamar;

- medios de transmisión para transformar el desplazamiento vertical de la estructura flotable (4) en un movimiento de giro, donde los medios de transmisión comprenden:

- una pluralidad de ruedas dentadas (1) , vinculadas a la estructura flotable (4) , y engranadas a las columnas (2) , de tal manera que un desplazamiento vertical de la estructura flotable (1) provoca un desplazamiento y un giro de las ruedas dentadas (1) a lo largo de las columnas (2) ; y

- multiplicadores (15) configurados para recibir el giro de las ruedas dentadas (1) y transformar dicho giro en otro giro de velocidad y par distintos;

- dinamos (3) conectadas a los multiplicadores (15) para transformar en electricidad el giro de los multiplicadores (15) transmitido desde las ruedas dentadas (1) ;

- medios de retención liberables para alternadamente fijar y liberar las ruedas dentadas (1) a las columnas (2) cuando la estructura flotable (4) se encuentra en cualquiera de los puntos extremos superior e inferior;

donde los multiplicadores (15) comprenden una pluralidad de engranajes (16, 17, 18, 19) que comprenden:

- un engranaje de dinamo (17) , para accionar el giro del eje de la dinamo (3) ;

- un engranaje de rueda (16) , que está conectado con su correspondiente rueda dentada (1) ; y,

- uno o varios engranajes intermedios (18) accionados en serie.

2. Dispositivo generador de electricidad a partir de energía cinética, de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado por que al menos una de las columnas (2) está engranada con más de una rueda dentada (1) .

3. Dispositivo generador de electricidad a partir de energía cinética, de acuerdo con la reivindicación 2, caracterizado por que las columnas (2) presentan sección poligonal.

4. Dispositivo generador de electricidad a partir de energía cinética, de acuerdo con la reivindicación 3, caracterizado por que comprende la sección poligonal comprende tantos lados como ruedas dentadas (1) están engranadas en la columna (2) .

5. Dispositivo generador de electricidad a partir de energía cinética, de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado por que los engranajes (16, 17, 18, 19) comprenden pares de engranajes (24) , que comprenden un engranaje mayor y un engranaje menor, donde el engranaje mayor de un par de engranajes (24) posee un número de dientes sustancialmente mayor que el correspondiente engranaje menor de su par de engranajes (24) .

6. Dispositivo generador de electricidad a partir de energía cinética, de acuerdo con la reivindicación 5, caracterizado por que la transmisión comprende adicionalmente una cremallera (20) intercalada entre dos engranajes (16, 17, 18, 19) consecutivos o entre una rueda dentada (1) y sus correspondientes engranajes (16, 17, 18, 19) .

7. Dispositivo generador de electricidad a partir de energía cinética, de acuerdo con la reivindicación 6, caracterizado por que el multiplicador (15) incorpora adicionalmente un cilindro hidráulico (23) para aumentar la fuerza de empuje, así como la cremallera (20) comprende una primera porción de cremallera (21) y una segunda porción de cremallera (22) , donde la primera porción de cremallera (21) está conectada a la rueda dentada (1) y a una entrada de fuerza del cilindro hidráulico (23) , así como la segunda porción de cremallera (22) está conectada a una salida de fuerza del cilindro hidráulico (23) y a los engranajes (16, 17, 18, 19) .

8. Dispositivo generador de electricidad a partir de energía cinética, de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 6 y 7, caracterizado por que el multiplicador (15) incorpora al menos un engranaje auxiliar (19) intercalado entre la rueda dentada (1) y la cremallera (20) .

9. Dispositivo generador de electricidad a partir de energía cinética, de acuerdo con la reivindicación 8, caracterizado por que los medios de transmisión comprenden dos multiplicadores (15) paralelos conectados a cada rueda dentada (1) , a través de sendos engranajes auxiliares (19) .