Sistema de múltiple captación y transformación complementada de energía a partir de las olas del mar,

que comprende una estructurade guías verticales (12), por la que se desplaza un cuerpo flotante (1), un primer depósito sumergido (2) de gas (3) cautivo, sostenido por dicho cuerpo flotante (1), y se caracteriza por el hecho de que comprende un segundo depósito (5) sumergido con gas (3)cautivo, unido solidariamente a dicho cuerpo flotante (1), estando dichos primer depósito (2) y segundo depósito (5) conectados entre sí, de modo que intercambian sus volúmenes de gas (3) respectivos por efecto de los cambios de presión de columna de agua (4)que provocan las olas. Mejora el rendimiento de captación de energía del sistema

Sistema de múltiple captación y transformación complementada de energía a partir de las olas del mar.

La presente invención se refiere a un sistema de múltiple captación y transformación complementada de energía a partir de las olas del mar.

Antecedentes de la invención

Son conocidos sistemas de generación de energía a partir de las olas del mar basados en la utilización de las fuerzas boyantes que actúan sobre un cuerpo flotante anclado o lastrado al fondo del mar. El recorrido de trabajo que efectúa el cuerpo flotante debido a la acción de las fuerzas boyantes se aprovecha para obtener energía.

Sin embargo, dichos sistemas simples que captan la energía por flotación, presentan el inconveniente de que el recorrido empleado en captar fuerza, reduce, de forma proporcional, el recorrido dedicado a realizar trabajo. Por este motivo, la capacidad de los generadores boyantes se ve limitada en todo momento por las dimensiones del cuerpo flotante que a su vez están sujetas a la altura, longitud, y frecuencia por minuto de las olas.

Los sistemas de generación de energía que aprovechan las fuerzas boyantes son sistemas limpios, y simples, pero poco competitivos hasta el momento, si se tiene en cuenta las dimensiones necesarias y la escasa captación de energía. Se trata de técnicas que precisan de un notable incremento en la captación y transformación de energía que haga rentable la instalación.

La patente española ES2224832 describe un sistema de múltiple captación y transformación complementada de energía a partir de las olas del mar que presenta la ventaja sobre otros sistemas que captan una sola de las formas de energía contenidas en las olas del mar, de que posibilita, además de la captación de la energía debida al propio impulso de las olas sobre el cuerpo flotante, la captación de la energía debida a las presiones de la columna de agua sobre el aire cautivo de un depósito sumergido, que está abierto por su base y que se mueve en sentido opuesto al cuerpo flotante.

En el sistema descrito por la mencionada patente, la acción complementada entre el cuerpo flotante y el depósito sumergido, acción que tiene su origen en los cambios de presión del aire cautivo que contiene el depósito debido a los cambios de columna de agua que soporta, se traduce en una transformación complementada de energía que tiende a incrementar la intensidad de la fuerza durante la totalidad de los recorridos de las olas, tanto en sentido ascendente como descendente, por lo que el recorrido de trabajo efectivo del cuerpo flotante se ve incrementado y, con ello, la capacidad de captación de energía del sistema.

Sin embargo, la gran inercia que han de vencer los desplazamientos de agua que produce el depósito sumergido del sistema de la citada patente, se traduce en pérdidas hidrodinámicas importantes que reducen de forma considerable la capacidad de incrementar la captación de energía. Por lo que dicho sistema necesita ser mejorado.

La solicitud de patente internacional WO2005/103485, que es considerada la técnica más cercana con respecto al objeto de la reivindicación 1, describe un generador de movimiento alternativo que está unido rígidamente a la parte inferior de una boya de mar la cual oscila arriba y abajo con el paso del oleaje para crear energía eléctrica. La bobina generadora mantiene una posición estable bajo la superficie del mar mientras que la carcasa del campo magnético oscila con el movimiento vertical de la boya en respuesta al paso del oleaje y de las olas de la superficie del mar.

Descripción de la invención

El objetivo de la presente invención es el de desarrollar un sistema de múltiple captación y transformación complementada de energía a partir de las olas del mar, que reduce al máximo las pérdidas hidrodinámicas del sistema del estado de la técnica sin que ello suponga una pérdida significativa de la capacidad de incrementar la captación de energía.

De acuerdo con este objetivo, el sistema de la presente invención comprende un cuerpo flotante, medios para la transformación del movimiento del sistema en energía neumática, eléctrica o hidráulica, medios de transmisión de dicha energía hasta tierra firme o una estructura, una estructura de guías verticales por la que se desplaza dicho cuerpo flotante, un primer depósito sumergido con gas cautivo, abierto por su base inferior, sostenido por dicho cuerpo flotante, y también desplazable por dicha estructura de guías verticales, medios de transmisión del movimiento de dicho cuerpo flotante a dicho depósito sumergido, estando dispuestos dichos cuerpo y depósito de modo que el movimiento del depósito sumergido es de sentido inverso al del cuerpo flotante, siendo transmitido el movimiento del cuerpo flotante y del depósito sumergido, a través de medios de transmisión del movimiento, a dichos medios de transformación del movimiento en energía neumática, eléctrica o hidráulica. El sistema se caracteriza por el hecho de que comprende un segundo depósito sumergido con gas cautivo, abierto por su base inferior, estando dicho segundo depósito unido solidariamente a dicho cuerpo flotante de modo que se desplaza en el mismo sentido que dicho cuerpo, y por el hecho de que dichos primer depósito y segundo depósito sumergido están conectados entre sí, de modo que intercambian sus volúmenes de gas respectivos por efecto de los cambios de presión de columna de agua que provocan las olas.

Preferiblemente, dicho gas cautivo es aire.

La presencia de los dos citados depósitos sumergidos, tiene el efecto básico sobre el sistema de que permite reducir la pérdida de fuerza debida a la inercia del desplazamiento de agua provocado por los impulsos de olas, sin que ello afecte negativamente a la capacidad de incrementar la captación de energía del sistema.

El efecto descrito es debido al hecho de que al estar ambos depósitos sumergidos, interconectados y dispuestos de modo que se desplazan en sentido opuesto por efecto de las olas, se duplican los cambios de presión de columna de agua provocados por dichas olas y el intercambio o trasvase de volúmenes de aire. Esto tiene la particularidad de que genera, en cada uno de dichos depósitos, unas fuerzas (empujes en los ascensos y masas en los descensos) que se suman y transmiten íntegramente al cuerpo flotante, tanto en el ascenso como en el descenso, y que, por lo tanto, complementan con la misma intensidad a las fuerzas boyantes que actúan directamente sobre dicho cuerpo flotante.

De este modo, la acción complementada que se ejercía en el estado de la técnica entre el cuerpo flotante y un único depósito sumergido de volumen variable, se ejerce ahora mediante dos depósitos sumergidos interconectados, con el resultado de que las pérdidas de fuerza debidas a la inercia de los desplazamientos de agua se ven enormemente reducidas, siendo el rendimiento de obtención de energía del sistema muy superior.

Sorprendentemente, con el sistema de la presente invención es posible obtener un rendimiento muy alto de absorción de energía trabajando con olas de muy pequeñas dimensiones, por ejemplo, con olas a partir de 0,5 m. Gracias a ello, a diferencia de otros sistemas del estado de la técnica, el sistema de la invención es viable en zonas como el Mediterráneo donde el oleaje es de pequeñas dimensiones pero abundante, y donde hay una demanda muy alta de energía.

La presencia de los dos depósitos sumergidos aporta también la ventaja al sistema de que éste resulta enormemente sensible a los cambios de presión de columna de agua, de modo que cualquier pequeña variación en superficie duplica la columna de agua provocando el intercambio de gases y volúmenes entre dichos depósitos. De este modo, desde prácticamente el inicio del recorrido de trabajo del cuerpo flotante, las fuerzas que se generan actúan con su intensidad máxima complementando a las fuerzas boyantes y el trabajo del sistema.

Según una realización de la presente invención, dicho sistema comprende un tercer depósito sumergido con gas cautivo, abierto por su base inferior, y fijado a dicha estructura de guías verticales, un segundo cuerpo flotante unido solidariamente a dicho primer cuerpo flotante, estando dicho segundo cuerpo flotante alojado en el interior de dicho tercer depósito sumergido de modo que flota sobre su superficie líquida interior de forma simultánea y paralela a dicho primer cuerpo flotante, y siendo el volumen de gas de dicho tercer depósito intercambiable con el volumen de gas de por lo menos un receptáculo exterior por efecto de los cambios de...

1. Sistema de múltiple captación y transformación complementada de energía a partir de las olas del mar, que comprende un cuerpo flotante (1), medios para la transformación del movimiento del sistema en energía neumática, eléctrica o hidráulica, medios de transmisión de dicha energía hasta tierra firme o una estructura, una estructura (12) de guías verticales por la que se desplaza dicho cuerpo flotante (1), un primer depósito sumergido (2) con un gas (3) cautivo, abierto por su base inferior, sostenido por dicho cuerpo flotante (1), y también desplazable por dicha estructura (12) de guías verticales, medios (6, 7) de transmisión del movimiento de dicho cuerpo flotante (1) a dicho depósito (2) sumergido, estando dispuestos dichos cuerpo (1) y depósito (2) de modo que el movimiento del depósito (2) sumergido es de sentido inverso al del cuerpo flotante (1), siendo transmitido el movimiento del cuerpo flotante (1) y del depósito sumergido (2), a través de medios (17) de transmisión del movimiento, a dichos medios de transformación del movimiento en energía neumática, eléctrica o hidráulica, caracterizado por el hecho de que comprende un segundo depósito (5) sumergido con gas (3) cautivo, abierto por su base inferior, estando dicho segundo depósito (5) unido solidariamente a dicho cuerpo flotante (1) de modo que se desplaza en el mismo sentido que dicho cuerpo (1), y por el hecho de que dichos primer depósito (2) y segundo depósito (5) sumergidos están conectados entre sí, de modo que intercambian sus volúmenes de gas (3) respectivos por efecto de los cambios de presión de columna de agua (4) que provocan las olas.

2. Sistema según la reivindicación 1, caracterizado por el hecho de que comprende un tercer depósito (18, 18a, 18b) sumergido con gas (3) cautivo, abierto por su base inferior, y fijado a dicha estructura (12) de guías verticales, un segundo cuerpo flotante (19) unido solidariamente a dicho primer cuerpo flotante (1), estando dicho segundo cuerpo flotante (19) alojado en el interior de dicho tercer depósito (18, 18a, 18b) sumergido de modo que flota sobre su superficie líquida interior de forma simultánea y paralela a dicho primer cuerpo (1), y siendo el volumen de gas (3) de dicho tercer depósito (18, 18a, 18b) intercambiable con el volumen de gas (3) de por lo menos un receptáculo exterior por efecto de los cambios de presión de columna de agua (4) que provocan las olas.

3. Sistema según la reivindicación 2, caracterizado por el hecho de que dicho receptáculo exterior es por lo menos otro tercer depósito (18, 18a, 18b) sumergido dispuesto en por lo menos un módulo adyacente del sistema e intercomunicado con dicho tercer depósito (18, 18a, 18b) sumergido, comprendiendo dicho módulo adyacente igualmente un primer cuerpo flotante (1) y dichos primer (2) y segundo (5) depósitos sumergidos.

4. Sistema según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por el hecho de que dichos medios de transformación del movimiento en energía están dispuestos en una estructura superior a dicha estructura (12) de guías verticales.

5. Sistema según la reivindicación 4, caracterizado por el hecho de que dichos medios de transmisión del movimiento comprenden una cremallera dentada unida solidariamente a por lo menos dicho primer cuerpo flotante (1) y unas ruedas dentadas dispuestas en un compartimiento estanco dispuesto en dicha estructura superior a dicha estructura (12) de guías verticales, siendo la longitud de dicha cremallera dentada adecuada para engranar con dichas ruedas dentadas.

6. Sistema según la reivindicación 4, caracterizado por el hecho de que dichos medios de transformación del movimiento en energía comprenden por lo menos un generador eléctrico, o una bomba neumática o una bomba hidráulica.