Sistema de generación de energía a partir de la dinámica marina mediante la compresión del aire alojado en tubos conductores y turbinas,

a través de una unidad capturadora de geometría esférica a la que se aplican diversos orificios en su superficie, capturando la energía que se produce en su entorno, independientemente de la dinámica marina. Los orificios de la esfera están conectados a tubos conductores por una estructura cónica para permitir la captación de mayor volumen de agua y en el otro extremo del tubo conductor una tobera conecta con una turbina que permite aumentar la presión ejercida por el agua. A su vez el tubo conductor tiene en su interior un pivote o émbolo que se desplaza según la presión que ejerza la dinámica marina

Unidad capturadora de energía del mar.

Sector de la técnica

Ingeniería mecánica. Energías renovables.

Introducción

El aprovechamiento de la energía marina, ya sea a través del movimiento de las corrientes como del impacto generado por las olas es un campo que ha dado lugar a diversas invenciones relativas a la forma en que el movimiento se transforma en energía eléctrica.

De forma general, se han desarrollado mecanismos que aprovechen la diferencia de altura de las mareas interponiendo partes móviles al movimiento natural de ascenso o descenso, junto con mecanismos que canalicen y depositen el flujo para obtener movimiento en un eje. Mediante su acoplamiento a un alternador se puede utilizar el sistema para la generación de electricidad.

En este sentido son conocidas diversas formas de generación energética, mediante centrales mareomotrices (por ejemplo, La Rance en Francia), mediante turbinas marinas que consisten en un alabe plano horizontal que varía su ángulo de inclinación para obtener un movimiento ascendente y descendente. También se han expuesto desarrollos que tratan de generar energía a partir de la diferencia de temperatura en el agua aplicando el ciclo de Ranking.

Estado de la técnica

Se han generado tecnologías para convertir flujos de aire, producidos por el movimiento alternativo del mar, a través de turbinas caracterizadas por girar en un único sentido independientemente del flujo de aire, o de estructuras presurizadas donde la parte superior se desplaza respecto de la inferior debido al efecto de las olas, produciendo energía eléctrica a través de un generador lineal, así como estructuras articuladas que disponen de nodos de unión hidráulicos actuando como generadores eléctricos, flotadores, etc., para presurizar el aire impulsado.

Por ejemplo, en el documento CN1971032 se describe un método en el que la energía de las olas del mar transfieren a la marea alta, presión a un gas, debido al reflujo impulsado por un contenedor fijado en la playa, de tal forma que sea inundado por la misma. La compresión del gas se conecta a una turbina, de tal forma que genera electricidad, o en el documento GB2403986 se describe el aprovechamiento de energía mareomotriz de células para su uso en la generación de energía eléctrica mediante la impulsión de aire en una estructura toroidal.

En el documento JP2004150418 se expone un dispositivo para generar energía a través del movimiento de una turbina mediante agua de océano/mar/lago, con la peculiaridad de que incluye una válvula de aire instalada en la misma bomba. Del dibujo se interpreta que se trata de unas boyas en forma de bolas que en su recorrido por las tuberías comprimen el aire.

Sin embargo, no se conoce que estos dispositivos, se caractericen por el desarrollo de una unidad capturadora de la energía marina como la presentada en nuestra invención, que permite captar la energía del movimiento marino, independientemente de la dinámica.

Descripción de la invención

Se pretende generar energía a partir de la dinámica marina mediante la compresión del aire alojado en tubos conductores y turbinas, a través de un sistema caracterizado por unidad capturadora del movimiento marino compuesta por una esfera sumergida a poca profundidad y cerca de la costa. Dicha esfera está rodeada por una serie de orificios capturando la energía que se produce en su entorno, independientemente de la dinámica marina. Los orificios de la esfera están conectados a tubos conductores por una estructura cónica para permitir la captación de mayor volumen de agua y en el otro extremo del tubo conductor una tobera conecta con una turbina, que permite aumentar la presión ejercida por el agua. A su vez el tubo conductor tiene en su interior un pivote o émbolo que se desplaza según la presión que ejerza la dinámica marina.

La tobera cuenta con dos válvulas, la primera se abre cuando la acción del agua presiona el aire que se encuentra dentro del tubo, accionando la turbina. Cuando se produce el vacío dentro del tubo conductor por el retroceso de la acción marina, se cierra la primera válvula y se abre una segunda permitiendo que el aire que se encuentra dentro de la turbina sea succionado, con lo cual aumentaría la potencia generadora de energía. Este fenómeno sucedería en cada uno de los tubos conductores.

Nuestra unidad capturadora, a diferencia de otras patentadas, es capaz de generar más potencia, ya que es sensible a cualquier movimiento de la dinámica marina que se produce en su entorno, independientemente que sea una corriente marina, la acción de las mareas o los flujos y reflujos que se generan en el lugar donde se encuentre.

Los lugares idóneos para su ubicación serían aquellos de dinámica intensa, cerca de la costa y a poca profundidad.

La unidad capturadora pude utilizarse de forma independiente o a agrupada con otras unidades, manteniendo las distancias adecuadas entre sí, para optimizar el sistema.

Descripción de las figuras

Figura 1.- Diagrama de la invención donde quedan representados los siguientes elementos: (1) Unidad capturadora, (2) Orificios, (3) Tubos conductores, (4) Anclaje, (5) Soporte de hormigón, (6) Retornos, (7) Generador, (8) Unidad multiplicadora, (9) Turbina, (10) Toberas, (11) Oleaje, (12) Pistones

Figura 2.- Representación de los elementos que componen un tubo conductor. (3) Tubo conductor, (10) Tobera de Impulsión, (6) Retorno por succión, (13) Válvula de impulsión, (14) Válvula de retorno, (12) Cilindro pistón, (15) Movimiento de bajada del cilindro pistón, (16) Movimiento de subida del cilindro pistón, (17) Indicador de retroceso del agua, (18) Indicador de impulsión, (19) Unidad cónica, (11) Nivel de agua.

Modos de realización de la invención

En la Figura 1 se presenta el sistema anclado a un espigón mediante un soporte de hormigón (5), los tubos conductores (3), fabricados en acero inoxidable, se conectan con la unidad de capturación esférica (1) fabricada también mediante acero inoxidable. El agua producto del reflujo marino se introduce en la unidad capturadora a través de unos orificios practicados en la misma (2), comprimiendo el aire alojado en su interior mediante el desplazamiento de un pistón (12). Este flujo de aire es canalizado a través de una tobera (10), hacia una turbina (9), que mediante una unidad multiplicadora (8) convierte su movimiento en energía eléctrica mediante un alternador (7).

En el extremo del tubo conductor Figura 2, se practican dos bifurcaciones de geometría cónica la de impulsión (10), que canaliza el flujo comprimido, y una de expulsión (6), de geometría cilíndrica y de mayor capacidad de absorción respecto a la primera que recoge el flujo de retorno de la turbina, de tal forma que succiona el aire en su interior aumentando de este modo la potencia generada.

La tobera cuenta con dos válvulas, la primera de impulsión (13) se abre cuando la acción del agua presiona el aire que se encuentra dentro del tubo, accionando la turbina. Cuando se produce el vacío dentro del tubo conductor por el retroceso de la acción marina, se cierra la primera válvula (13) y se abre una segunda (14) permitiendo que el aire que se encuentra dentro de la turbina sea succionado, con lo cual se aumenta la potencia generadora de energía. Este fenómeno sucede en cada uno de los tubos conductores del sistema.

1. Sistema de captación de la energía del mar caracterizada por una unidad capturadora de geometría esférica a la que se aplican diversos orificios en su superficie y por unos tubos conductores unidos a la misma que se conectan a su vez a un sistema de generación de energía, donde:

- Los tubos conductores están conectados a los orificios de la esfera.

- En el otro extremo de los tubos conductores se disponen toberas que conectan con una turbina.

- Los tubos conductores tienen en su interior un pivote o émbolo que se desplaza por la acción del agua comprimiendo/succionando aire en el resto del tubo.

- Las toberas cuentan con dos válvulas unidireccionales que se abren una por compresión y otra por vacío.

2. Sistema de captación de energía del mar que contiene acoplados un conjunto de sistemas caracterizados según la reivindicación 1.