Sistema de interconexión eléctrica entre al menos un generador de energía eléctrica y un sistema de transferencia de energía eléctrica, en un entorno marino.

El sistema de interconexión para la interconexión eléctrica entre al menos un generador de energía eléctrica

(100) y un sistema de transferencia de energía eléctrica (200) (por ejemplo, un cable submarino) comprende un dispositivo flotador (1) sumergible con flotabilidad positiva, un subsistema de anclaje (2, 3) para para anclar el dispositivo flotador en el fondo marino, y un subsistema de interconexión eléctrica (4) para interconectar los generadores de energía eléctrica (100) y el sistema de transferencia de energía eléctrica (200). El subsistema de interconexión eléctrica (4) está asociado al dispositivo flotador (1). La invención también se refiere a una instalación y a un método correspondientes.

Tipo: Patente Internacional (Tratado de Cooperación de Patentes). Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: PCT/ES2009/070612.

Solicitante: FUNDACION TECNALIA RESEARCH & INNOVATION.

Nacionalidad solicitante: España.

Inventor/es: VILLATE MARTINEZ, JOSE LUIS, IBAÑEZ EREÑO, PEDRO, RICCI,Pierpaolo, PÉREZ MORÁN,GERMÁN, MARINO BILBAO,IKER.

Fecha de Publicación: .

Clasificación Internacional de Patentes:

  • SECCION F — MECANICA; ILUMINACION; CALEFACCION;... > MAQUINAS O MOTORES DE LIQUIDOS; MOTORES DE VIENTO,... > MOTORES DE VIENTO > F03D9/00 (Adaptaciones de los motores de viento para usos especiales; Combinaciones de motores de viento con los aparatos que accionan (disposiciones relativas a conjuntos de propulsión de vehículos alimientados por energía eólica B60K 16/00; bombas caracterizadas por su combinación con motores de viento F04B 17/02))

PDF original: ES-2544588_T3.pdf

 

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Sistema de interconexión eléctrica entre al menos un generador de energía eléctrica y un sistema de transferencia de energía eléctrica, en un entorno marino.

Fragmento de la descripción:

Sistema de interconexión eléctrica entre al menos un generador de energía eléctrica y un sistema de transferencia de energía eléctrica, en un entorno marino Campo técnico de la invención La invención está comprendida en el campo técnico de la generación de energía eléctrica en un entorno marino. 5

Antecedentes de la invención Debido a la necesidad de encontrar alternativas a las formas tradicionales de producir energía (por ejemplo, las basadas en los combustibles fósiles o la energía nuclear, con los inconvenientes medioambientales y riesgos que ellas implican) se han ido desarrollando las que a veces se conocen como las energías renovables, y que incluyen, por ejemplo, la energía eólica, la energía que se obtiene de las olas de mar o de corrientes marinas, etc. Para la 10 producción de este tipo de "energías alternativas" se recurre cada vez más a instalaciones "offshore", es decir, a instalaciones en el mar. Por ejemplo, hoy en día, ya existen varios parques eólicos, que comprende cada uno un gran número de turbinas eólicas o aerogeneradores instalados en el mar, a veces a una distancia considerable de la costa. Se considera que la generación de energía en instalaciones marinas, es decir, situadas en el mar (o en lagos) , es algo que cada vez se hará más habitual. Ahora bien, además del problema que presenta la instalación de 15 los equipos generadores propiamente dichos (es decir, por ejemplo, las turbinas eólicas, o los dispositivos que captan el movimiento de las olas o corrientes y lo transforman en energía eléctrica) en el mar, existe el problema de cómo llevar la energía producida hacia los consumidores y, más concretamente, cómo llevar la energía producida desde el lugar donde se produce (en el mar) hasta un punto de conexión a una red de distribución en tierra. Normalmente se usa para este propósito cables eléctricos submarinos. 20

Ahora bien, establecer y mantener la conexión entre uno o varios generadores de energía (por ejemplo, una o varias turbinas eólicas, o uno o varios generadores impulsados por el movimiento de las olas o por corrientes marinas) y un cable eléctrico submarino es una tarea a veces complicada y puede requerir el uso de buzos o robots controlados a distancia.

En parques eólicos marinos tales como los que actualmente existen en el norte de Europa, las profundidades no 25 suelen superar los 20 m, por lo que las operaciones submarinas se pueden realizar por buzos sin dificultad, con apoyo de buques que contienen los medios necesarios para ello. La instalación de cable submarino se suele realizar con buques cableros especializados en ello que arrojan cable al mar con mucha precisión.

En los emplazamientos a poca profundidad tales como los mencionados, los cables parten desde los aerogeneradores a una subestación eléctrica que suele estar en el propio parque eólico, montada sobre una 30 estructura similar a la que soporta los aerogeneradores, y desde dicha subestación eléctrica parte el cable de transporte hacía tierra. Ahora bien, en el caso de mayores profundidades, cuando la subestación muchas veces está en tierra, surge la necesidad de establecer una conexión entre los generadores de energía y el cable submarino que lleva la energía a tierra.

Por otra parte, a lo largo de los años se han ido desarrollando un gran número de instalaciones marinas para otros 35 propósitos, tal vez sobre todo en el sector de la extracción de petróleo de pozos submarinos. Para este tipo de aplicación se conocen múltiples instalaciones, por ejemplo, plataformas flotantes, véanse, por ejemplo, los documentos WO-A-97/45318 y WO-A-01/03999) . Por ejemplo, el documento US-A-6196322 describe una instalación submarina destinada a la perforación y producción en alta mar de pozos de petróleo y/o gas en aguas más o menos profundas, que comprende un cuerpo sumergible en equilibrio que se ancla en el lecho marino y que se sitúa entre 40 el fondo del mar y la superficie.

Los documentos WO 2007/009464 y GB 1 492 427 divulgan ejemplos de instalaciones marinas para producción de energía.

Otras instalaciones y plataformas marinas se conocen a través de, por ejemplo, el documento ES-U-292854 (que describe una plataforma marina operada por control remoto) y el documento ES-A-2244346 (que refleja una batea 45 sumergible, con tanques que la dotan de un empuje y que se fija en el lecho marino mediante tendones o cabos de amarre) .

Descripción de la invención Un primer aspecto de la invención se refiere a un sistema de interconexión para la interconexión eléctrica entre al menos un generador de energía eléctrica (por ejemplo, un aerogenerador, un sistema de captación de energía de 50 las olas, un captador de energía a partir de corrientes, etc.) y un sistema de transferencia de energía eléctrica (el término "sistema de transferencia de energía eléctrica" debe interpretarse de forma amplia, y puede abarcar cualquier sistema para transmitir o distribuir la energía eléctrica generada en un lugar, por ejemplo, en un generador situado en el mar, hasta, por ejemplo, un sistema terrestre de distribución de energía; típicamente, el sistema de transferencia de energía comprende al menos un cable eléctrico submarino y sus eventuales interfaces de conexión) . El sistema de interconexión comprende:

- al menos un dispositivo flotante configurado para poder ser sumergido con flotabilidad positiva (es decir, de manera que el dispositivo tiende a emerger hacia la superficie del mar o del lago en el que se encuentra sumergido) ; 5

- un subsistema de anclaje configurado para anclar el dispositivo flotante en el fondo marino (el fondo marino debe interpretarse de forma amplia: puede tratarse del fondo del mar, pero también del fondo de un lago o de cualquier otra zona inundada) , de manera que quede situado a una distancia de la superficie del mar (o del lago) ; y - un subsistema de interconexión eléctrica configurado para interconectar dicho, al menos un, generador de energía eléctrica y el sistema de transferencia de energía eléctrica, estando dicho subsistema de interconexión 10 eléctrica asociado al dispositivo flotante. Por ejemplo, el subsistema de interconexión eléctrica puede estar en contacto directo con el dispositivo flotante, por ejemplo, puede estar acoplado mecánicamente al dispositivo flotante, o puede formar parte integral del dispositivo flotante.

De esta manera, el dispositivo flotante, debido a la flotabilidad positiva o exceso de flotabilidad, tiende hacia la superficie marina, de manera que tensa los cables, tubos u otros tipos de "tendones" del sistema de anclaje, de 15 manera que el dispositivo quede a una cota determinada, normalmente a una cierta (y suficiente) distancia de la superficie del mar para no ser afectado (o sustancialmente afectado) por movimientos del agua causados por, por ejemplo, mal tiempo, y/o para no ser afectado por las mareas. A la vez, se puede evitar un exceso de movimiento en sentido horizontal. Es decir, el sistema de anclaje junto con el exceso de flotabilidad garantizan que el dispositivo se mantenga al menos aproximadamente en una posición determinada. De esta forma, se consigue que el subsistema 20 de interconexión eléctrica igualmente se mantenga en esa posición, facilitando el establecimiento de la interconexión y garantizando, con cierta fiabilidad, el mantenimiento de esta interconexión.

Debido a la flotabilidad del dispositivo flotante es posible, por ejemplo, realizar la interconexión entre los cables eléctricos que vienen de los generadores eléctricos -a veces denominados "cables umbilicales"- al subsistema de interconexión eléctrica, en la superficie o relativamente cerca de la superficie, evitando trabajos complejos a gran 25 profundidad. Por ejemplo, el dispositivo flotante puede... [Seguir leyendo]

 


Reivindicaciones:

1. Sistema de interconexión para la interconexión eléctrica entre al menos un generador de energía eléctrica (100) y un sistema de transferencia de energía eléctrica (200) , que comprende:

al menos un dispositivo flotante (1) ;

un subsistema de anclaje (2, 3) configurado para anclar el dispositivo flotante en el fondo marino; y 5

un subsistema de interconexión eléctrica (4) configurado para interconectar dicho, al menos un, generador de energía eléctrica (100) y el sistema de transferencia de energía eléctrica (200) , estando dicho subsistema de interconexión eléctrica (4) asociado al dispositivo flotante (1) .

caracterizado porque dicho, al menos un, dispositivo flotante (1) está configurado para poder ser sumergido con flotabilidad 10 positiva;

porque dicho subsistema de anclaje (2, 3) está configurado para anclar el dispositivo flotante en el fondo marino, de manera que quede situado a una distancia de la superficie del mar;

porque 15

el dispositivo flotante (1) comprende al menos un tanque de flotación (12) .

y porque el dispositivo flotante (1) adicionalmente comprende medios (13, 14) para controlar la flotabilidad del dispositivo flotante mediante un control del estado de dicho, al menos un, tanque de flotación (12) .

2. Sistema de interconexión según la reivindicación 1, en el que el subsistema de anclaje comprende una pluralidad 20 de tendones (2) para unir el dispositivo flotante a, al menos un, dispositivo de anclaje (3) .

3. Sistema de interconexión según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que el subsistema de interconexión eléctrica está alojado en una carcasa (41) estanca que tiene al menos una entrada estanca (43) para al menos un cable eléctrico submarino (200) , de manera que dicho, al menos un, cable eléctrico submarino (200) pueda entrar dentro de la carcasa (41) y ser conectado al subsistema de interconexión eléctrica (4) dentro 25 de la carcasa (41) .

4. Sistema de interconexión según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que el subsistema de interconexión eléctrica (4) está unido al dispositivo flotante (1) .

5. Sistema de interconexión según la reivindicación 4, en el que el subsistema de interconexión eléctrica (4) está unido al dispositivo flotante (1) de forma desmontable, de manera que cuando el sistema está en uso, el 30 subsistema de interconexión eléctrica (4) puede ser elevado hasta la superficie.

6. Sistema de interconexión según cualquiera de las reivindicaciones 4 y 5, en el que el subsistema de interconexión eléctrica (4) está situado en la parte superior del dispositivo flotante (1) .

7. Instalación para la generación de energía en el mar, que comprende:

al menos un generador de energía eléctrica (100) ; y 35

al menos un sistema de transferencia de energía eléctrica (200) que comprende al menos un cable eléctrico submarino;

estando dicho, al menos un, generador de energía eléctrica (100) conectado a dicho, al menos un, cable eléctrico submarino (200) , a través de un sistema de interconexión según cualquiera de las reivindicaciones 1-6. 40

8. Instalación según la reivindicación 7, que comprende una pluralidad de generadores de energía eléctrica (100) , estando dicha pluralidad de generadores de energía eléctrica conectada al mismo cable eléctrico submarino (200) a través del mismo sistema de interconexión.

9. Instalación según cualquiera de las reivindicaciones 7 y 8, en la que el dispositivo flotante (1) del sistema de interconexión está situado a una distancia X por debajo del superficie del mar y a una distancia Y por encima del 45 fondo marino, X>5 m, Y>0 m.

10. Instalación según la reivindicación 9, en la que Y> 10 m.

11. Procedimiento de transferencia de energía eléctrica, desde un generador de energía eléctrica (100) situado en el mar hasta un sistema terrestre para la distribución de energía, a través de al menos un cable eléctrico submarino (200) , en el que el generador de energía eléctrica (100) está conectado al cable eléctrico submarino (200) a través de un sistema de interconexión según cualquiera de las reivindicaciones 1-6. 5