Aparato que emplea energía de las olas.

Un aparato de extracción de energía de las olas que comprende una pluralidad de elementos de cuerpo alargadosflotantes (4,

6, 8, 10), por lo menos un par adyacente de elementos de cuerpo (4,6) interconectados por una unidad deacople (30) para formar una cadena articulada, la unidad de acople (30) comprende:

elementos de acople (31) que conectan cada elemento de cuerpo (4,6) a la unidad de acople (30) y quepermiten la rotación relativa de los elementos de cuerpo (4,6) a cualquier extremo de la unidad (30); y

elementos de extracción de energía adaptados para resistir y extraer energía de la rotación relativa de loselementos de cuerpo (4,6);

en donde la unidad de acople (30) está dispuesta para permitir la rotación relativa entre la unidad de acople (30) y unprimer elemento de cuerpo (4) alrededor de un primer eje de rotación sólo en un primer extremo de la unidad de acople(30), y para permitir la rotación relativa entre la unidad de acople (30) y un segundo elemento de cuerpo (6) alrededor deun segundo eje de rotación sólo en un segundo extremo de la unidad de acople (30), siendo el primer y el segundo ejesde rotación mutuamente ortogonales;

caracterizado porque el elemento de extracción de energía está ubicado substancialmente dentro de la unidad deacople (30).

Aparato que emplea la energía de las olas

Esta invención se refiere a una unidad de acople, un aparato y un método para extraer energía de las olas acuáticas, en particular de las olas marinas.

Las olas marinas representan una fuente de energía significativa. Es conocido el uso de un convertidor de energía de las olas para extraer energía de tales olas. Un aparato mejorado se muestra en el documento US 6476511 (también publicada como WO 00/17519) . Aquí se muestra un aparato para extraer energía de las olas marinas que comprende una cantidad de elementos de cuerpo cilíndrico flotantes conectados entre sí en sus extremos para formar una estructura tipo cadena articulada. Cada par de elementos cilíndricos adyacentes están conectados directamente entre sí por elementos de acoplamiento que permiten la rotación relativa de los elementos cilíndricos alrededor de por lo menos un eje. Con preferencia, los elementos de acoplamiento adyacentes permiten la rotación relativa alrededor de ejes transversales mutuamente ortogonales. El documento US 4408945 divulga una turbina energizada por olas en la cual dos flotadores están conectados a una barcaza central.

Un objeto de la presente invención es proveer un aparato y un método mejorados adicionalmente para extraer energía de las olas.

De acuerdo con un primer aspecto de la presente invención, se provee un aparato para extraer energía de las olas, de acuerdo con la reivindicación 1.

Con preferencia, los elementos del cuerpo están dispuestos en forma consecutiva en un aparato articulado, estando cada par adyacente de elementos de cuerpo interconectados por medio de una unidad de acople para formar una cadena articulada.

Con preferencia, la o cada unidad de acople tiene una extensión longitudinal substancialmente más corta que los elementos de cuerpo.

Con preferencia, los elementos de cuerpo comprenden substancialmente elementos huecos desprovistos de componentes activos.

Con preferencia, cada elemento de cuerpo tiene uno o más casquetes de extremo con elementos de acople correspondientes para unirse con los elementos de acople de la unidad de acople.

Con preferencia, el elemento de extracción de energía incluye un conjunto de ariete hidráulico.

Con preferencia, el conjunto de ariete hidráulico comprende una pluralidad de arietes.

Con preferencia, el elemento de extracción de energía incluye un conjunto de ariete hidráulico para cada eje de rotación.

Con preferencia, el elemento de extracción de energía incluye dos conjuntos de ariete hidráulico que actúan alrededor de cada eje de rotación.

Con preferencia, los casquetes de extremo tienen una cantidad de cavidades para alojar los extremos respectivos de los elementos de extracción de energía.

Con preferencia, el elemento de extracción de energía tiene por lo menos un sello, tal como un fuelle o un sello de diafragma, para evitar el ingreso de agua a la unidad de acople y/o a los elementos de cuerpo.

Con preferencia, la unidad de acople incluye uno o más elementos de generación o almacenamiento de energía conectados a uno o más de los elementos de extracción de energía.

Con preferencia la unidad de acople incluye un primer elemento de generación de energía conectado a uno o más elementos de extracción de energía en el primer eje de rotación, y un segundo elemento de generación de energía conectado a uno o más elementos de extracción de energía en el segundo eje de rotación.

Con preferencia el primer o el segundo elementos de generación de energía se puede conectar a por lo menos un elemento de extracción de energía de cada eje de rotación, de tal modo que se mantiene la restricción de la unidad de acople en el caso de falla de uno de los elementos de extracción o generación de energía.

Con preferencia el primer y el segundo elementos de generación de energía se pueden conectar a uno o más de los elementos de extracción de energía de uno o ambos ejes de rotación, de tal modo que cuando el aparato se encuentra operando a su capacidad parcial, los uno o más elementos de extracción de energía están conectados solamente al primer o al segundo elementos de generación de energía.

Con preferencia se aplica una restricción a cada elemento de extracción de energía de la unidad de acople para inducir una respuesta de acoplamiento cruzado que puede ser ajustada para ser resonante en pequeñas olas para aumentar la captura de energía y que puede ser ajustada en olas grandes para limitar la absorción de energía y maximizar la supervivencia.

Con preferencia el aparato incluye uno o más de un sistema de lastre, un sistema de amarre, y elementos para aplicar un ángulo de desviación de rolido a los ejes de rotación.

Con preferencia, la unidad de acople incluye elementos de acceso, tales como una o más escotillas, para permitir la inspección, reparación y mantenimiento en el sitio o fuera de éste.

La naturaleza de los elementos de cuerpo flotantes puede corresponderse con la descripción de dichos elementos en el documento WO 00/17519. Es decir, dichos elementos de cuerpo son preferentemente substancialmente alargados, cilíndricos, y formarán una estructura tipo cadena. El aparato tiene preferentemente una longitud del mismo orden de magnitud que la longitud de onda más larga de las olas de las cuales se extrae la energía, y puede estar libre para adoptar una posición de equilibrio con respecto a cualquier modelo de ola instantáneo.

La unidad de acople incluye preferentemente uno o más controladores, más preferentemente un controlador o elemento de control dentro de la unidad de acople. La unidad de acople incluye preferentemente elementos de acceso suficientes, tales como una o más escotillas, para permitir la inspección, la reparación y el mantenimiento en el sitio, es decir, como está ubicado entre dos elementos de cuerpo en el mar.

El aparato puede ser definido además y usado como se describe en el documento WO 00/17519. Esto incluye posiblemente incluir un sistema de amarre flojo, y posiblemente tener elementos para orientar el aparato de tal modo que bajo condiciones operativas normales, abarca por lo menos dos crestas de olas. El sistema de amarre también puede incluir elementos para variar el ángulo de orientación del encadenado de los elementos de cuerpo a la dirección media de las olas para maximizar la extracción de energía. El aparato también puede comprender elementos para aplicar un ángulo de rolido a un eje de rotación relativo que se aparta de la horizontal y/o la vertical.

El aparato también puede incluir uno o más elementos adaptados para resistir el movimiento rotacional relativo de dichos elementos de cuerpo, que pueden ser un resorte y/o elementos amortiguadores. Las magnitudes de restricción podrían ser aplicadas a una pluralidad de dichos elementos para inducir una respuesta de acoplamiento cruzado.

El aparato podría ser provisto además de un sistema de lastre, que comprende posiblemente tanques de lastre que comprenden elementos de entrada y elementos de salida, y en donde el sistema de lastre varía el ángulo de desviación de rolido de la estructura tipo cadena.

De acuerdo con un segundo aspecto de la presente invención, se provee un método de extracción de energía de las olas de acuerdo con la reivindicación 19.

Se describirán ahora formas de realización de la presente invención, a modo de ejemplo solamente con referencia a los dibujos adjuntos en donde:

Las Figuras la y lb muestran un plano general y vistas laterales del aparato de la presente invención;

La Figura 2 muestra una vista en perspectiva de parte del aparato del arte previo de acuerdo con la forma de realización de la invención mostrada en el documento WO 00/17519 para unir directamente los elementos de cuerpo;

La Figura 3 muestra detalles frontales y del interior de una parte de la Figura 2;

La Figura 4 muestra un dibujo de líneas esquemáticas del conjunto de las Figuras 2 y 3;

La Figura 5 muestra un detalle del aparato en la Figura 1 que ilustra una unidad de acople de la presente invención;

Las Figuras 6, 7 y 12 muestran diferentes vistas externas y parcialmente internas de la unidad... [Seguir leyendo]

1. Un aparato de extracción de energía de las olas que comprende una pluralidad de elementos de cuerpo alargados flotantes (4, 6, 8, 10) , por lo menos un par adyacente de elementos de cuerpo (4, 6) interconectados por una unidad de acople (30) para formar una cadena articulada, la unidad de acople (30) comprende:

elementos de acople (31) que conectan cada elemento de cuerpo (4, 6) a la unidad de acople (30) y que permiten la rotación relativa de los elementos de cuerpo (4, 6) a cualquier extremo de la unidad (30) ; y

elementos de extracción de energía adaptados para resistir y extraer energía de la rotación relativa de los elementos de cuerpo (4, 6) ;

en donde la unidad de acople (30) está dispuesta para permitir la rotación relativa entre la unidad de acople (30) y un primer elemento de cuerpo (4) alrededor de un primer eje de rotación sólo en un primer extremo de la unidad de acople (30) , y para permitir la rotación relativa entre la unidad de acople (30) y un segundo elemento de cuerpo (6) alrededor de un segundo eje de rotación sólo en un segundo extremo de la unidad de acople (30) , siendo el primer y el segundo ejes de rotación mutuamente ortogonales;

caracterizado porque el elemento de extracción de energía está ubicado substancialmente dentro de la unidad de acople (30) .

2. Un aparato de acuerdo con la reivindicación 1, en donde el elemento de extracción de energía incluye un conjunto de ariete hidráulico (42) .

3. Un aparato de acuerdo con la reivindicación 2, en donde el conjunto de ariete hidráulico (42) comprende una pluralidad de arietes (42A, 42B) .

4. Un aparato de acuerdo con la reivindicación 3, en donde el elemento de extracción de energía incluye un conjunto de ariete hidráulico (42, 44) para cada eje de rotación.

5. Un aparato de acuerdo con la reivindicación 4, en donde el elemento de extracción de energía incluye dos conjuntos de ariete hidráulico (42A, 42B, 44A, 44B) que actúan alrededor de cada eje de rotación.

6. Un aparato de acuerdo con cualquier reivindicación precedente, en donde el elemento de extracción de energía tiene por lo menos un sello (41) para evitar el ingreso de agua en la unidad de acople (30) y/o elementos de cuerpo (4, 6) .

7. Un aparato de acuerdo con cualquier reivindicación precedente, en donde la unidad de acople (30) incluye uno o más elementos de almacenamiento o generación de energía (60) conectados a uno o más elementos de extracción de energía.

8. Un aparato de acuerdo con la reivindicación 7, en donde la unidad de acople (30) incluye un primer elemento de generación de energía (60) conectado a uno o más elementos de extracción de energía en el primer eje de rotación, y un segundo elemento de generación de energía (60) conectado a uno o más elementos de extracción de energía en el segundo eje de rotación.

9. Un aparato de acuerdo con la reivindicación 8, en donde el primer o el segundo elemento de generación de energía

(60) se puede conectar a por lo menos un elemento de extracción de energía de cada eje de rotación, de tal modo que la restricción de la unidad de acople (30) se mantiene en el caso de falla de uno de los elementos de generación o extracción de energía (60) .

10. Un aparato de acuerdo con la reivindicación 9, en donde el primer y el segundo elemento de generación (60) se pueden conectar a uno o más de los elementos de extracción de energía de uno o ambos ejes de rotación, de tal modo que cuando el aparato está operando a capacidad parcial, el uno o más elementos de extracción de energía están conectados solamente al primero o segundo elementos de generación de energía (60) .

11. Un aparato de acuerdo con cualquier reivindicación precedente, en donde se aplica restricción a cada elemento de extracción de energía de la unidad de acople (30) para inducir una respuesta de acoplamiento cruzado que puede ser adaptada para ser resonante en olas pequeñas para aumentar la captura de energía y que puede ser ajustada en olas grandes para limitar la absorción de energía y maximizar la supervivencia.

12. Un aparato de acuerdo con cualquier reivindicación precedente, incluyendo elementos de acceso, tal como una o más escotillas (66) , para permitir la inspección, reparación y mantenimiento en el sitio.

13. Un aparato de acuerdo con cualquier reivindicación precedente, en donde los elementos de cuerpo (4, 6, 8, 10) están dispuestos en forma consecutiva en un aparato articulado, estando cada par adyacente de elementos de cuerpo (4, 6, 8, 10) interconectados por una unidad de acople (30) para formar una cadena articulada.

14. Un aparato de acuerdo con cualquier reivindicación precedente, en donde el o cada unidad de acople (30) tiene una extensión longitudinal substancialmente más corta que los elementos de cuerpo (4, 6, 8, 10) .

15. Un aparato de acuerdo con cualquier reivindicación precedente, en donde los elementos de cuerpo (4, 6, 8, 10) comprenden substancialmente elementos huecos libres de componentes activos.

16. Un aparato de acuerdo con cualquier reivindicación precedente, en donde cada elemento de cuerpo (4, 6, 8, 10)

tiene uno o más casquetes de extremo (38) con elementos de acople correspondientes para unirlos con los elementos 5 de acople (31) de la unidad de acople (30) .

17. Un aparato de acuerdo con la reivindicación 16, en donde los casquetes de extremo (38) tienen un número de cavidades para alojar extremos respectivos de los elementos de extracción de energía.

18. Un aparato de acuerdo con cualquier reivindicación precedente, en donde el aparato incluye uno o más de un

sistema de lastre, un sistema de amarre, y elementos para aplicar un ángulo de desviación de rolido a los ejes de 10 rotación.

19. Un método para extraer energía de las olas que comprende los pasos de: colocar un aparato (2) de acuerdo con cualquier reivindicación precedente; orientar el aparato (2) de tal modo que un extremo frontal del aparato (2) esté orientado hacia las olas que

llegan; y 15 extraer la energía absorbida en la o cada unidad de acople (30) .