DISPOSITIVO PARA LA CONVERSIÓN DE LA ENERGÍA DE LAS OLAS.

Dispositivo para la conversión de la energía de las olas (dispositivo WEC:

"Wave Energy Conversión") (151; 171; 181; 211), que comprende una estructura de amortiguación que comprende: un primer órgano móvil (153; 183; 213), un segundo órgano móvil (154; 174; 184; 214) y un órgano de amortiguación (158; 178; 188; 218) unido al primer órgano móvil y al segundo órgano móvil, caracterizado porque el órgano de amortiguación (158; 178; 188; 218) es pasivo y tiene una respuesta de tensión-deformación no lineal, reversible y compuesta, comprendiendo el órgano de amortiguación (158; 178; 188; 218) una pluralidad de elementos y siendo la respuesta compuesta una combinación de las respuestas de cada uno de los elementos que integran dicha pluralidad

Dispositivo para la conversión de la energía de las olas.

La presente invención se refiere a dispositivos para la conversión de la energía de las olas, que comprenden una estructura de amortiguación.

La creciente preocupación con respecto a las fuentes de energía tradicionales ha dado lugar a la investigación de fuentes de energía alternativas renovables. La energía de las olas es una fuente de energía renovable y los países con litorales extensos y fuertes vientos predominantes podrían producir cantidades considerables de electricidad a partir del oleaje.

La energía de las olas se refiere a la energía de las olas de la superficie del océano y a la captura de esta energía con el fin de generar electricidad. En general, cuanto mayor es la ola tanta más energía contiene y, por lo tanto, tanta más energía puede obtenerse de la misma. En concreto, la cantidad de energía que puede obtenerse de las olas se determina por la altura de la ola, la velocidad de la ola, la longitud de la ola y la densidad del agua.

Para capturar la energía de las olas pueden utilizarse diversos tipos de dispositivos. Todos estos dispositivos funcionan sobre un principio similar. La fuerza de la ola actúa sobre un órgano móvil que la absorbe y reacciona contra un punto fijo. El punto fijo puede ser una estructura terrestre o fundada en el lecho marino u otra estructura móvil pero resistente a la fuerza. La fuerza de la ola tiene como resultado un movimiento oscilatorio del órgano que la absorbe y el producto de la fuerza de la ola y el movimiento correspondiente representa la energía convertida.

El documento WO 2004/085843 da a conocer una instalación para capturar la energía de las olas en la que una plataforma, dispuesta de modo que flote sobre la superficie del mar, está conectada mediante una línea a un generador lineal anclado al lecho marino. Cuando la plataforma se mueve arriba y abajo debido al movimiento de las olas sobre la superficie del mar, este movimiento se transmite mediante la línea al rotor del generador, que adquiere un movimiento alternativo correspondiente entre las chapas del estator. Para proporcionar una fuerza adicional descendente y mantener tensa la línea de conexión se utiliza un muelle tensor.

El documento US 6,857,266 da a conocer un convertidor de energía de las olas que comprende dos flotadores de superficie conectados mediante enlaces de toma de fuerza. Los enlaces incluyen unos cilindros hidráulicos que están conectados a un árbol central, que está conectado al flotador interior. Tal disposición de pistones permite cierta libertad de movimiento entre los dos flotadores oscilantes. La energía puede capturarse a través de los movimientos de los cilindros hidráulicos.

Existen diversas desventajas asociadas con los dispositivos de absorción de energía ya conocidos. Durante estados del oleaje por lo demás benignos pueden producirse olas extremas (es decir olas excepcionalmente grandes con respecto al estado normal del oleaje, u olas rápidamente cambiantes). Tales olas de gran tamaño pueden hacer que la fuerza ejercida sobre el enlace o acoplamiento entre el órgano móvil y el punto fijo sea excesiva. El resultado de esto puede ser una rotura del acoplamiento, especialmente en dispositivos sin una amortiguación natural, como los convertidores de energía lineales. Por consiguiente, estos dispositivos tienen poca capacidad de supervivencia, incluso en condiciones normales del oleaje. Otra desventaja asociada con los convertidores de energía de las olas ya conocidos es su baja eficacia en la captura de energía. Los dispositivos típicos son capaces de capturar energía de las olas sólo dentro de un margen relativamente estrecho de frecuencias de olas y estados de energía. Aunque los dispositivos más avanzados pueden ajustar su respuesta para permitirles optimizar la captura de energía de cualquier estado dado del oleaje, este ajuste lento proporciona normalmente una buena respuesta sólo para el espectro medio de energía del estado del oleaje en cuestión. Pocos dispositivos pueden responder con suficiente rapidez a las frecuencias individuales dentro de un único estado del mar.

Un objeto de la invención es proporcionar una estructura de amortiguación en un dispositivo de conversión de energía de las olas (dispositivo WEC: "Wave Energy Conversión") que contrarreste o amortigüe automáticamente toda fuerza extrema de las olas. Otro objeto de la invención es proporcionar una estructura de amortiguación en un dispositivo WEC que presente una eficacia mejorada en la captura de energía. Un objeto más de la invención es proporcionar una estructura de amortiguación en un dispositivo WEC que permita una captura de energía adicional en un amplio margen de frecuencias de olas. Un objeto más de la invención es proporcionar una estructura de amortiguación en un WEC que permita al WEC mantener una orientación óptima con respecto a la ola.

La presente invención se refiere a un dispositivo de conversión de energía de las olas (WEC) tal y como se define en la reivindicación 1.

El primer órgano y el segundo órgano presentan diferentes respuestas de frecuencia al movimiento de las olas, lo que produce un movimiento relativo entre éstos cuando las olas inciden en ellos. Tanto el primer como el segundo órgano son órganos móviles del dispositivo WEC.

El absorbedor de energía de amortiguación u órgano de amortiguación es pasivo. El término "pasivo", tal y como se utiliza en la presente memoria, indica que la respuesta de tensión-deformación del órgano de amortiguación es una función del material o los materiales comprendidos en el mismo, o de su diseño, forma o configuración, en lugar de una construcción mecánica que requiera alguna alimentación adicional, como aire o presión hidráulica.

Según la invención, el absorbedor de energía de amortiguación o el órgano de amortiguación tiene una respuesta de tensión-deformación no lineal, reversible y compuesta (es decir combinada o acumulativa o híbrida). La respuesta compuesta la proporcionan una pluralidad de elementos dentro del órgano de amortiguación, de modo que el órgano de amortiguación tiene una respuesta de tensión-deformación no lineal compleja dentro de su intervalo de funcionamiento normal. Así, el órgano de amortiguación puede comprender una pluralidad de materiales, cada uno de ellos con una respuesta de tensión-deformación específica (y convenientemente cada uno con una respuesta diferente). La respuesta de tensión-deformación del órgano de amortiguación resultante es así una combinación de las respuestas de los materiales individuales o la respuesta de tensión-deformación acumulativa de los elementos combinados. Esto permite lograr perfiles de tensión-deformación más complejos que los que puede proporcionar un único elemento o material. En una realización, el órgano de amortiguación podría variar en espesor a lo largo de su longitud. Por lo tanto, la respuesta de tensión-deformación del órgano de amortiguación variaría también a lo largo de la longitud del órgano de amortiguación. La respuesta de tensión-deformación del órgano de amortiguación resultante es así una combinación de las respuestas de las distintas partes de espesor. El órgano de amortiguación podría comprender igualmente una pluralidad de componentes de distinta longitud, distintos materiales o distinto espesor. En todos estos casos, la respuesta global de tensión-deformación del órgano de amortiguación es una combinación de las respuestas individuales de las partes que lo integran.

Un material u órgano con una respuesta de tensión-deformación no lineal es aquel en el que la fuerza antagonista ejercida por el material u órgano está relacionada de forma no lineal con la fuerza aplicada al mismo y con el grado de aplicación de dicha fuerza. En la presente invención, el movimiento del órgano móvil en respuesta al movimiento de la ola ejerce una fuerza en el órgano de amortiguación. La fuerza antagonista ejercida por el órgano de amortiguación sobre el órgano móvil está relacionada de forma no lineal con la fuerza aplicada y el grado de aplicación de esta fuerza. El órgano de amortiguación de la presente invención presenta una respuesta de tensión-deformación no lineal reversible. Por ejemplo, el órgano de amortiguación puede ser capaz de experimentar un cambio de forma reversible en respuesta a una fuerza aplicada. Convenientemente presenta una pluralidad de respuestas de tensión-deformación no lineales dentro de su intervalo de funcionamiento.

El... [Seguir leyendo]

1. Dispositivo para la conversión de la energía de las olas (dispositivo WEC: "Wave Energy Conversión") (151; 171; 181; 211), que comprende una estructura de amortiguación que comprende:

un primer órgano móvil (153; 183; 213), un segundo órgano móvil (154; 174; 184; 214) y un órgano de amortiguación (158; 178; 188; 218) unido al primer órgano móvil y al segundo órgano móvil,

caracterizado porque el órgano de amortiguación (158; 178; 188; 218) es pasivo y tiene una respuesta de tensión-deformación no lineal, reversible y compuesta, comprendiendo el órgano de amortiguación (158; 178; 188; 218) una pluralidad de elementos y siendo la respuesta compuesta una combinación de las respuestas de cada uno de los elementos que integran dicha pluralidad.

2. Dispositivo según la reivindicación 1, en el que el órgano de amortiguación (158; 178; 188; 218) comprende una pluralidad de componentes de diferente longitud, material o espesor.

3. Dispositivo según la reivindicación 1, en el que el órgano de amortiguación (158; 178; 188; 218) comprende un material flexible capaz de deformarse de manera reversible en respuesta a una fuerza aplicada.

4. Dispositivo según la reivindicación 3, en el que el material es un material elástico no lineal.

5. Dispositivo según la reivindicación 1, en el que el órgano de amortiguación (158; 178; 188; 218) comprende un material de caucho o poliuretano.

6. Dispositivo según la reivindicación 1, en el que el órgano de amortiguación (158; 178; 188; 218) comprende un material con una pluralidad de filamentos en haz.

7. Dispositivo según la reivindicación 6, en el que los filamentos están formados por una pluralidad de materiales diferentes, de tal modo que el material compuesto resultante tiene las características de tensión-deformación no lineales reversibles deseadas.

8. Dispositivo según la reivindicación 1, en el que el órgano de amortiguación (158; 178; 188; 218) comprende una hoja de material.

9. Dispositivo según la reivindicación 8, en el que la hoja de material comprende múltiples capas.

10. Dispositivo según la reivindicación 8, en el que la hoja está perforada.

11. Dispositivo según la reivindicación 1, en el que el órgano de amortiguación (158; 178; 188; 218) comprende un material compuesto.

12. Dispositivo según la reivindicación 1, en el que el órgano de amortiguación (158; 178; 188; 218) ejerce una fuerza antagonista nula hasta que la fuerza aplicada o el grado de la fuerza aplicada sobrepasa un umbral.

13. Dispositivo según la reivindicación 12, en el que el órgano de amortiguación (158; 178; 188; 218) ejerce una fuerza antagonista que aumenta rápidamente con el aumento de la fuerza aplicada por encima del umbral.

14. Dispositivo según la reivindicación 1, en el que la estructura de amortiguación comprende una pluralidad de órganos de amortiguación (158; 178; 188; 218) y en el que cada órgano de amortiguación (158; 178; 188; 218) está dispuesto para amortiguar el movimiento del dispositivo esencialmente a lo largo de un solo eje.

15. Dispositivo según la reivindicación 14, en el que la orientación y/o el diseño de cada órgano de amortiguación (158; 178; 188; 218) es tal que la estructura de amortiguación proporciona distintas respuestas de tensión-deformación a lo largo de distintos ejes.

16. Dispositivo según la reivindicación 15, en el que la estructura de amortiguación está adaptada para tener distintas respuestas a como mínimo una de, y convenientemente a todas, las fuerzas de subida y bajada (verticales), de cabeceo (de rotación) y de deriva (laterales).