SISTEMA MAREOMOTRIZ DE GENERACION DE ENERGIA MEDIANTE DIFERENCIA DE POTENCIAL.

El sistema consta de una plataforma hueca con capacidad de flotar (04),

sustentada mediante unos engranajes (01) anclados a ésta pero dejando libre su giro, que a su vez encajan en unos pilares dentados (02) permitiendo el movimiento vertical de la plataforma a lo largo de los ejes de los pilares. Dichos pilares están anclados a la cimentación (05) en el fondo marino (06) y perforan la plataforma sin tocarla, evitando que la estructura se desplace horizontalmente al estar en contacto con los engranajes, siendo necesario un mínimo de 3 por cada pilar. A su vez, los engranajes estarán conectados a un generador eléctrico (03), de forma que puedan transmitir a éste los giros producidos al elevarse o descender la plataforma según suba o baje la marea (07) (08), produciéndose de esta forma electricidad

Tipo: Patente de Invención. Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: P200801725.

Solicitante: MAÑANAS ALVARO, MIGUEL
MUÑOZ MARTINEZ, FCO. JAVIER
.

Nacionalidad solicitante: España.

Provincia: CÁDIZ.

Inventor/es: MAÑANAS ALVARO,MIGUEL , MUÑOZ MARTINEZ,FCO. JAVIER.

Fecha de Solicitud: 21 de Mayo de 2008.

Fecha de Publicación: .

Fecha de Concesión: 3 de Marzo de 2011.

Clasificación Internacional de Patentes:

  • B63B35/44 SECCION B — TECNICAS INDUSTRIALES DIVERSAS; TRANSPORTES.B63 BUQUES U OTRAS EMBARCACIONES FLOTANTES; SUS EQUIPOS.B63B BUQUES U OTRAS EMBARCACIONES FLOTANTES; EQUIPAMIENTO PARA EMBARCACIONES (disposiciones relativas a la ventilación, calefacción, refrigeración o acondicionamiento de aire en los buques B63J 2/00; subestructuras flotantes como soportes de las dragas o máquinas par el movimiento de tierras E02F 9/06). › B63B 35/00 Buques o estructuras flotantes análogas adaptadas a fines especiales (buques caracterizados por las instalaciones de carga B63B 25/00; buques minadores o dragaminas, submarinos, portaviones u otros buques caracterizados por sus instalaciones ofensivas o defensivas B63G). › Construcciones flotantes, almacenes, plataformas de perforación, o talleres flotantes, p. ej. que llevan dispositivos separadores agua-aceite.
  • E02B9/08 SECCION E — CONSTRUCCIONES FIJAS.E02 HIDRAULICA; CIMENTACIONES; MOVIMIENTO DE TIERRAS.E02B HIDRAULICA (elevación de barcos E02C; dragado E02F). › E02B 9/00 Instalaciones hidráulicas; Proyecto, construcción, equipo, procedimientos o aparatos para su realización (motores hidráulicos F03B). › Instalaciones para la utilización de la energía de las olas o de las mareas (máquinas mediante presión de agua, motores que utilizan la energía de las olas o de las mareas F03B).
  • F03B13/26B

Clasificación PCT:

  • B63B35/44 B63B 35/00 […] › Construcciones flotantes, almacenes, plataformas de perforación, o talleres flotantes, p. ej. que llevan dispositivos separadores agua-aceite.
  • E02B9/08 E02B 9/00 […] › Instalaciones para la utilización de la energía de las olas o de las mareas (máquinas mediante presión de agua, motores que utilizan la energía de las olas o de las mareas F03B).
  • F03B13/26 SECCION F — MECANICA; ILUMINACION; CALEFACCION; ARMAMENTO; VOLADURA.F03 MAQUINAS O MOTORES DE LIQUIDOS; MOTORES DE VIENTO, DE RESORTES, O DE PESOS; PRODUCCION DE ENERGIA MECANICA O DE EMPUJE PROPULSIVO O POR REACCION, NO PREVISTA EN OTRO LUGAR.F03B MAQUINAS O MOTORES DE LIQUIDOS (máquinas o motores de líquidos y fluidos compresibles F01; motores de líquidos, de desplazamiento positivo F03C; máquinas de líquidos de desplazamiento positivo F04). › F03B 13/00 Adaptaciones de las máquinas o de los motores para una utilización particular; Combinaciones de las máquinas o de los motores con los aparatos accionados o que ellos accionan (si es el aspecto relativo a los aparatos lo que predomina, véanse los lugares apropiados para los aparatos considerados, p. ej. H02K 7/18 ); Estaciones motrices o conjuntos máquina-aparato (aspectos hidráulicos E02B; implicando nada más que máquinas o motores del tipo de desplazamiento positivo F03C). › Utilización de la energía de las mareas.

Fragmento de la descripción:

Sistema mareomotriz de generación energética mediante diferencia de potencial.

La presente invención se refiere a un sistema generador de electricidad mediante el aprovechamiento de la energía potencial que proporciona la masa de una estructura que es elevada a cierta altura, gracias a la combinación de la capacidad de flotar de la misma y la subida del nivel del mar debido a la presencia de las mareas. Esta planta generadora obtendrá una gran cantidad de energía cada vez que se produzca una variación del nivel de la marea, pudiendo ubicarla dentro del sector de la producción de energía renovable no contaminante.

Estado anterior de la técnica y Antecedentes de la invención

Actualmente existen varios sistemas de producción de energía a través del aprovechamiento de la diferencia del nivel del mar que provocan las mareas.

El más viable hasta la fecha es aquel que utiliza un dique con compuertas que crean una diferencia de altura, de manera que cuando la marea está en su punto álgido, cierran las compuertas del dique, que está a la entrada de una ría o similar. Así, se mantiene una importante cantidad de agua dentro de la presa creada, dejando que salga de forma controlada, cuando la marea exterior a la presa está en su punto más bajo. El agua retenida sale con cierta presión a través de toberas preparadas a tal efecto, lo que es aprovechado para mover 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 independientemente de los costes de construcción, 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 y en actual periodo de prueba en costas de Irlanda, cerca de las costas de Strangford Lough. Consiste en molinos de gran tamaño sumergidos, que al modo de los grandes molinos de viento modernos de generación eléctrica, aprovechan la fuerza de las corrientes provocadas por la subida y bajada de las mareas en ciertos lugares de la costa, similares a fiordos.

Los referidos sistemas de producción energética a partir de las marea cumplen su propósito. Sin embargo, una planta productora construida siguiendo lo propuesto en la presente solicitud, podría obtener una cantidad de energía muy superior, con un coste de construcción muy variable, dependiendo del tamaño elegido para la central. Además, la versatilidad en lo que a ubicación, tamaños variables en función de las necesidades y costes de producción se refiere, lo dotan de grandes ventajas.

Descripción de la invención

El sistema mareomotriz de generación energética mediante diferencia de potencial propuesta en esta solicitud de patente, aprovecha la diferencia de la altura del nivel del mar existente entre los momentos máximo y mínimo de la marea. Este salto de nivel supone una diferencia de energía potencial gravitatoria, para cualquier objeto que flote, que será proporcional a la distancia entre pleamar y bajamar, y a la masa de un objeto flotante que suba o baje. El objeto deberá flotar siguiendo el principio de Arquímedes que emplea cualquier embarcación pesada convencional cuyo material de fabricación no sea flotante por sí mismo. A este principio, se le sumará la flotabilidad añadida que provendrá de una o más cámaras de aire repartidas por la estructura de la planta, e impedirán en cierta medida un hundimiento excesivo de la misma.

El mecanismo consiste en una gran plataforma flotante, con una considerable masa. Esta plataforma está atravesada en un cierto número de puntos por una serie de pilares, los cuales a su vez están firmemente cimentados al suelo marino (existe la posibilidad de que los pilares no atraviesen la estructura, sino que estén alrededor de su perímetro, siendo el efecto estabilizador y de guía equivalente al primer caso propuesto).

Alrededor de los pilares, que serán dentados, habrá engranajes asociados a los dientes del pilar, los cuales estarán unidos a su vez a dinamos generadoras, destinadas a transformar la energía mecánica proveniente del movimiento vertical de la plataforma y proporcional a la masa de la misma, en energía eléctrica. Esta energía pasará a unos acumuladores situados en la plataforma. Los acumuladores,igualmente,pueden situarse fuera de la plataforma, en tierra firme, incluyéndose por tanto una subestación eléctrica de almacenaje y distribución.

La plataforma estará flotando a una altura u otra en función del nivel del mar en ese momento. Cuando la altura de la marea sea máxima, se fijará la plataforma a los pilares y permanecerá sostenida, en ese punto,mientras el nivel de la marea desciende. En el momento de la bajamar, se soltará la fijación. Entonces, la plataforma descenderá por su propio peso, guiada por los pilares a los cuales está asida, moviendo así los engranajes debido a su asociación con dichos pilares. Este movimiento de los engranajes promoverá una activación de las dinamos y la subsiguiente obtención de energía eléctrica que quedará almacenada, en primera instancia en los acumuladores, lista para ser procesada y distribuida posteriormente.

Debido a la gran masa de la plataforma, y en función del tipo y disposición de los engranajes, descenderá a una u otra velocidad. Dependiendo de la elección del desmultiplicador en el desarrollo del engranaje tardará desde segundos, a varios minutos o incluso horas en llegar al punto inferior del recorrido a partir del cual, por la acción del empuje de la presión del agua, no pueda descender más. Es esta disposición de los engranajes, unida a la fuerza hacia abajo que ejerce la plataforma, la que determinará la potencia aplicada a las dinamos y la consecuente cantidad de energía eléctrica generada.

Cuando la plataforma esté en su punto más bajo, volverá a ser anclada a los pilares. Paulatinamente irá subiendo el nivel del mar, mientras que la plataforma permanece fuertemente fijada a sus pilares. De este modo, a pesar de la gran fuerza hacia arriba que ejercerá el agua, y debido a la sólida cimentación de los pilares al suelo marino y la consistencia de los anclajes de la plataforma al pilar, ésta no se moverá. Cuando el nivel del mar vuelva a su punto álgido, podrán soltarse los anclajes, por lo que la plataforma ascenderá impulsada por su propia flotabilidad y según el principio de Arquímedes al que se hizo anteriormente alusión, aplicando una consistente fuerza de empuje hacia arriba, el cual será aprovechado nuevamente para obtener electricidad con las dinamos del mismo modo en que fue generada cuando la plataforma bajó.

Así, tenemos que si a lo largo del día se producen dos pleamares y dos bajamares, habrá cuatro periodos de producción energética diaria, la cual será proporcional a la eficiencia conjunta de los engranajes y sus dinamos, y a la masa y flotabilidad de la plataforma.

Las ventajas de este sistema con respecto al estado actual de la técnica y lo que ya existe son: mayor obtención energética prevista, tamaño seleccionable de la plataforma, así como ubicación libre en comparación con anteriores propuestas. Si bien es cierto que cuanto mayor sea la diferencia de altura de las mareas, más electricidad se obtendrá, esto no quiere decir que no merezca la pena construir en una zona donde la diferencia de altura de las mareas sea considerada "estándar", ya que siempre se va a conseguir una gran cantidad de energía. El tamaño de una central construida según este principio será variable. Cuanto mayor sea la plataforma, más energía será transformada en electricidad, pero si es necesario, se pueden construir plantas más reducidas. Además, pueden ser situadas tanto cerca como lejos de la costa. Con todo ello, el impacto ecológico puede ser controlado, así como costes en la producción en función de necesidades. Podrán ser construidas desde grandes plataformas, hasta plantas de tamaño medio o reducido para su uso en pequeñas comunidades,...

 


Reivindicaciones:

1. Sistema mareomotriz generador de energía eléctrica a partir de la diferencia de energía de potencial gravitatorio de una masa situada a cierta altura y que emplea un engranaje desmultiplicador para convertir la energía de movimiento que se ha obtenido en energía eléctrica gracias a una dinamo generadora. La energía generada provendrá tanto de la obtenida por la bajada controlada de la plataforma, con lo que aprovecharemos el peso de la misma, como de la energía de empuje del agua bajo la plataforma y hacia arriba.

2. Sistema mareomotriz generador de energía eléctrica a partir de la diferencia de energía de potencial gravitatorio de una masa situada a cierta altura y que emplea un sistema hidráulico de compresión para generar electricidad accionando turbinas. Cuando la masa de la plataforma comienza a bajar, lo hace sobre una zona preparada de forma que comprima el agua que hay por debajo de ella. El agua, comprimida por la presión de la masa de la plataforma se distribuye por un sistema de tubos hidráulico y sale a gran presión, provocando el movimiento de unas turbinas generadoras de electricidad y colocadas a tal efecto en los tubos.

3. Sistema mareomotriz generador de energía eléctrica a partir de la diferencia de energía de potencial gravitatorio de una masa situada a cierta altura y que emplea un sistema hidráulico de compresión para generar electricidad accionando turbinas. Este sistema completa lo expuesto en la reivindicación 2 añadiendo aspas colocadas horizontalmente, con turbinas ancladas al lecho marino, de forma que éstas giraran debido a las turbulencias provocadas por la compresión y consecuente salida del agua por las toberas del dique al bajar la plataforma.

4. En cualquiera de las reivindicaciones expuestas 1, 2 o 3 podría servir la plataforma como cimentación para la construcción de algún tipo de edificio, tanto en su superficie como en su interior.


 

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