GENERADOR ELECTRICO UNDIMOTRIZ DE BALANCE.
Generador eléctrico basado en el movimiento de balance inducido por las olas en un vaso flotante fondeado en el cual se disponen uno o varios pesos móviles que,
como consecuencia de la oscilación, sufren un desplazamiento con respecto a su posición de reposo. El movimiento de balance del vaso se ajusta, mediante la variación de la posición del centro de gravedad del mismo, de manera que se aproxime al sincronismo con el espectro de olas dominantes. La energía debida al movimiento de estos pesos, se convierte en eléctrica convirtiéndola mediante procedimientos hidráulicos, neumáticos o mecánicos.
Tipo: Patente de Invención. Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: P200800106.
Solicitante: ECHENIQUE GORDILLO, IÑIGO.
Nacionalidad solicitante: España.
Provincia: MADRID.
Inventor/es: ECHENIQUE GORDILLO,IÑIGO.
Fecha de Solicitud: 16 de Enero de 2008.
Fecha de Publicación: .
Fecha de Concesión: 13 de Enero de 2012.
Clasificación PCT:
- F03B13/20 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). › siendo los dos elementos móviles respecto al fondo del mar o al borde.
PDF original: ES-2352706_A1.pdf
Fragmento de la descripción:
Generador eléctrico undimotriz de balance.
Sector de la técnica
La invención se encuadra en el sector de la generación eléctrica renovable a partir de la energía de las olas marinas.
Estado de la técnica
Dentro de la búsqueda de fuentes de energía renovables y no contaminantes, como alternativa a la obtenida de los hidrocarburos, la obtenible a partir de las olas o undimotriz, se presenta como una opción de interés, por una parte debido a su potencial en términos globales de potencia disponible así como por el hecho de presentar, dependiendo de las localizaciones geográficas, un carácter predecible en intervalos determinados de tiempo.
El aprovechamiento de la energía presente en las olas, se encuentra en un estado incipiente de desarrollo, comparativamente con el de otras fuentes de energía renovables como es el caso de la eólica o solar. Aún así, son muy numerosos los sistemas ingeniados para este propósito y que han sido objeto de patentes. Admiten diversas clasificaciones:
1.- Según el tipo de emplazamiento:
- Fijos en la costa.
- Flotantes, anclados al fondo marino mediante línea de fondeo.
- Fijos al fondo marino con una parte móvil.
2.- Según el método empleado para transformar la energía de la ola:
- Hidráulicos de elevación:
Estos dispositivos están basados en el aprovechamiento de la energía potencial de una masa de agua elevada por efecto de las olas y que se convierte en electricidad mediante una turbina.
Pueden ser de tipo flotante, o bien fijos en la costa. Al primer tipo pertenece el descrito en la patente GB2436595 A al igual que el sistema denominado Wave Dragón.
- Gravitatorios:
Son aquellos que utilizan el movimiento vertical inducido por la ola en uno o varios flotadores o boyas y mediante sistemas hidráulicos, neumáticos o mecánicos accionan generadores eléctricos o almacenan la energía para ser posteriormente transformada.
Los descritos en las patentes GB 2434620 A, EP 1439306 A1, WO2007/086750 A1 y DE 3642060 A1, pertenecen a este tipo al igual que los sistemas Pelamis OPD y AWS.
- De desplazamiento:
En este tipo de sistemas, están basados en la energía cinética de la ola que actúa sobre placas o paletas o bien comprimiendo una masa de aire.
En los documentos de patente DE102006024042 A1, US 2007/0081861 A1. US 2007/015463 A1, están descritos sistemas basados en este principio al igual que los sistemas Wave Roller, Oyster, así como los de tecnología OWC (Oscillating Water Column).
Las características deseables para un sistema de generación eléctrica undimotriz, son las siguientes:
La presente invención está basada en un sistema auto portante ingeniado conforme a los anteriores requisitos.
El movimiento de balance de un buque o vaso flotante, debido a la acción de las olas que actúan en un ángulo aproximadamente transversal a su dimensión principal, viene determinado en sus características físicas por diversos parámetros que derivan de su geometría, de su masa y de la posición vertical de su centro de gravedad. Para una geometría, peso y posición del centro de gravedad definidos, cada buque o vaso flotante particular, cuenta con un periodo de balance propio determinado que es aquel con el cual oscila libremente cuando se ve sometido a un momento exterior que perturbe su equilibrio. La máxima oscilación del vaso por acción del oleaje se obtiene cuando el periodo propio del vaso se encuentra en sincronismo con el de las olas que actúan sobre él siendo en estas condiciones cuando la captación de la energía de las olas es por consiguiente mayor. La energía del balance está ligada al periodo, al ángulo máximo obtenido y a los momentos adrizantes existentes en el curso del mismo. La presente invención trata de la búsqueda aprovechamiento óptimo de esta energía del vaso sometido a balance por efecto de las olas.
Descripción detallada del sistema
La presente invención está basada en la captación de la energía del balance producido por la acción de las olas en un vaso flotante o casco, mediante el movimiento de una o varias masas, que se sitúan en su interior, y se desplazan en sincronismo con el movimiento de balanceo de dicho vaso. Las dimensiones, geometría y centro de gravedad del elemento flotante se optimizan para producir la máxima amplitud de oscilación mediante la aproximación del periodo propio de balance del casco y el periodo predominante de las olas, con objeto de obtener condiciones próximas a la resonancia. El desplazamiento del centro de gravedad de los pesos puede ser lineal en un plano perpendicular al eje de balance o bien pendular sobre eje paralelo a este. El recorrido del peso se adecua para obtener un máximo rendimiento en la captación de la energía obtenida de su desplazamiento y en función del mecanismo empleado para este fin. En cada semibalance del vaso flotante, cada peso se desplazará por acción de la gravedad, bien sobre unas vías en el sentido de la manga, esto es la menor dimensión del vaso, o bien en movimiento pendular sobre un eje fijo. La captación de esta energía se realiza mediante la presión ejercida por el peso sobre un cilindro hidráulico, directa o a través de una palanca o biela. El fluido hidráulico comprimido, a través de un circuito en el cual se incluyen acumuladores y válvulas reguladoras, acciona un motor hidráulico que está a su vez acoplado a un alternador que genera la electricidad. El recorrido y presión del circuito son ajustados para un aprovechamiento energético óptimo mediante un procesador que recibe la señal del movimiento mediante un clinómetro electrónico. Como alternativa, el sistema de accionamiento hidráulico puede ser sustituido por uno de tipo neumático o bien mecánico, mediante cadenas o correas de transmisión, utilizando poleas, engranajes, embragues y reductoras para accionar el alternador.
El periodo propio de balance del vaso flotante es inversamente proporcional a la raíz cuadrada del radio metacéntrico que, a su vez, depende de la ordenada del centro de gravedad. Con objeto de regular el periodo propio de balance del vaso, aproximándolo al de las olas, se procede a variar, de forma automática la posición del centro de gravedad mediante el trasiego, con una bomba eléctrica, de agua a tanques situados a distintas alturas.
La posición del vaso que contiene el sistema, se mantiene gracias a dos o más líneas de fondeo, preferiblemente fijadas en sus extremos longitudinales y que constan de cadenas fijadas a un ancla o muerto en el fondo marino. Considerando que la condición óptima para un balance máximo es cuando las olas predominantes inciden transversalmente al vaso, las líneas de fondeo se pueden ajustar para conseguir la posición adecuada frente a la variación en la dirección de aquellas, mediante el cazado o arriado de cadena con un chigre o molinete.
El conjunto definido ofrece las siguientes ventajas adicionales:
La presente invención se ilustra mediante los siguientes 2 ejemplos, los cuales no... [Seguir leyendo]
Reivindicaciones:
1. Generador eléctrico undimotriz basado en el movimiento de balance inducido por la acción de las olas en un vaso flotante fondeado en el cual se sitúan uno o varios pesos móviles que, debido a la oscilación sufren un desplazamiento de su posición de reposo actuando sobre cilindros hidráulicos que, a través de un circuito, accionan un motor hidráulico conectado a un alternador que crea la corriente eléctrica que es transmitida a tierra mediante un cable. Está caracterizado por comprender un vaso o casco flotante (1), anclado al fondo marino mediante una o varias líneas de fondeo, en el cual se disponen uno o varios pesos móviles (12), situados sobre vías o carriles (13), que al moverse actúan sobre cilindros hidráulicos (11) y que, a través de un circuito hidráulico (2), accionan un motor eléctrico (5) conectado a un alternador (6). El sistema comprende además un sensor de balance (8) que transmite información al sistema y una unidad de control (10).
2. Generador undimotriz según la reivindicación 1 caracterizado porque el movimiento de los pesos es pendular, con un eje de oscilación aproximadamente paralelo al de balance del vaso.
3. Generador undimotriz según la reivindicación 1 y 2 caracterizado porque el periodo propio de oscilación del vaso flotante es variable, con objeto de aproximarlo al de las olas predominantes, mediante la variación de la posición vertical de su centro de gravedad.
4. Generador undimotriz según las reivindicaciones 1, 2 y 3 caracterizado porque el aprovechamiento energético del movimiento de los pesos debido al balance, se realiza mediante un dispositivo neumático.
5. Generador undimotriz según las reivindicaciones 1, 2, 3 y 4 caracterizado porque el aprovechamiento energético del movimiento de los pesos debido al balance, se realiza mediante un dispositivo mecánico con bielas, levas y/o transmisión por cadenas o correas.
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