Instalación marina productora de energía eléctrica, que comprende una plataforma flotante (1) dotada de tanques de lastrado (9) situados a proa y a popa,

así como de un apéndice central inferior (2) de gran calado que queda rematado en un bulbo (3) en el que va montada una turbina (4) de eje horizontal axial, cuyo rotor de palas (5) queda situado fuera del bulbo (3) y acciona, a través de una transmisión (6) que discurre por el interior del bulbo (3) y/o apéndice (2), un generador de energía eléctrica (7).

INSTALACIÓN MARINA PRODUCTORA DE ENERGÍA ELÉCTRICA. Campo de la invención.

La presente invención se refiere a una instalación marina productora de energía eléctrica, que permite la obtención de energía eléctrica a partir de la energía cinética de las corrientes de agua, especialmente de corrientes del agua de mar.

La instalación de la invención es del tipo que comprenden una plataforma flotante en la que va montada una turbina, que es movida por las corrientes de agua del mar o medio en el que se encuentre dicha plataforma, y un generador eléctrico que es accionado por la turbina y va montado sobre la plataforma.

La invención tiene por objeto una instalación para el fin expuesto, constituida de modo que sea económicamente viable para la obtención de energía eléctrica a partir de una fuente de energía limpia e inagotable, como son las corrientes de agua marina. Antecedentes de la invención.

Existe un número creciente de diferentes mecanismos destinados a la obtención de energía eléctrica a partir de la energía cinética de las corrientes marinas.

La mayoría de estos aparatos se basan en turbinas sumergidas, que se sustentan en el fondo marino, como se describe en la WO 2004/048774, estos aparatos presentan varias desventajas: Primero, la velocidad de corriente es considerablemente menor en el fondo que en la superficie marina, con lo que obtiene menos energía disponible. Segundo, estos aparatos constan de una gran cantidad de partes móviles en el medio marino. Debido a la naturaleza corrosiva del agua marina, la vida útil de sus componentes se ve muy reducida. Tercero, estos aparatos son difíciles de instalar; dada su ubicación en zonas de grandes corrientes, y las maquinarias empleadas para estas operaciones son difíciles y peligrosas. Cuarto, estos aparatos están limitados a aguas poco profundas. Quinto, las zonas cercanas al fondo son las que presentan un mayor gradiente de velocidad en el eje vertical (Las palas en su recorrido ascendente avanzan a zonas de mayor flujo, produciendo un desequilibrio en la carga que cada pala ejerce sobre el eje de la turbina)

Existen también diferentes aparatos sustentados en Plataformas flotantes como por ejemplo se describe en las WO 88/04362, EP 1467091 y GB 2256011. La principal desventaja de estos diseños, es que no presentan soluciones al principal inconveniente de esta clase de dispositivos como son los movimientos causados en la plataforma flotante debido a las olas. Estos se trasmiten por toda la estructura, causando así tanto una perdida de eficiencia como un considerable aumento de la carga (particularmente en las palas) , lo que conlleva a un aumento de la fatiga de los componentes, reduciendo así la vida útil del aparato.

La patente US2008050993 (A1) presenta un modelo semisumergido para garantizar la estabilidad del equipo. Este presenta un cuerpo principal, en el que se sitúa todo el equipo generador, que esta completamente sumergido. Esto dificulta tanto las tareas de mantenimiento del equipo, como la estabilización del aparato por medio de la flotabilidad.

Como antecedente en España puede citarse el Modelo de Utilidad con número de solicitud de patente U 200701772 "Buque de transformación de corrientes marinas en energía". Si bien este modelo contempla la utilización de un buque para la extracción de energía de las corrientes marinas, el citado modelo está enfocado a la transformación de esta energía en una forma de acumulación de energía para poder ser transportable a tierra, sin resolver ni problemas de estabilidad frente a olas, ni asegurar el aproado a la corriente de flujo de agua. Además presenta una disposición de las palas, según la cual el plano de giro de palas del Buque se sitúa en sentido paralelo al flujo de corriente marina. Descripción de la invención.

La presente invención tiene por objeto una instalación marina de producción de energía eléctrica, constituida de modo que permita optimizar tanto la durabilidad de dicha instalación, como los costes de producción de energía eléctrica, de modo que la energía producida sea competitiva frente a otros tipos de energías alternativas.

La instalación de la invención comprende una plataforma flotante en la que va montada una turbina que es movida por las corrientes de agua marina o del medio en el que se encuentre la instalación, y acciona un generador eléctrico.

La plataforma, de acuerdo con la invención, está dotada de un apéndice central inferior de gran calado que queda rematada en un bulbo extremo en el que va montada la turbina de eje horizontal axial, con el rotor de palas situado fuera del bulbo. A partir de este eje horizontal discurren, siempre por el interior del bulbo y/o apéndice central, los mecanismos de transmisión para el accionamiento del generador de energía eléctrica, instalado en la plataforma, en el interior del bulbo e incluso en el apéndice central.

Según otra característica de la invención, la plataforma está dotada de medio para controlar su flotabilidad y su trimado y escora, así como de medios para controlar la estabilidad y orientación de su eje longitudinal.

Los medios para controlar la flotabilidad y horizontalidad de la plataforma consisten en tanques de lastrado que van situados interiormente en la plataforma, hacia proa y hacia popa. Estos tanques disponen de medios de llenado de agua del mar o del medio en el que se encuentre la plataforma y de trasvase entre tanques, medios que pueden consistir en válvulas de paso y en un sistema del control del lastre contenido en cada tanque.

Para controlar la estabilidad y orientación del eje longitudinal de la plataforma, además de los tanques comentados de lastrado, la plataforma incluye apéndices móviles situados por debajo de dicha plataforma.

La existencia de los tanques de lastrado variables, junto con un diseño de cadena adecuado, permite optimizar el funcionamiento del equipo de generación. Para ello, el diseño de carena se basa en una estructura longitudinal, la cual, dependiendo de los requisitos de efectividad transversal, podrá incorporar estructuras adicionales de flotación, o lo que es lo mismo una configuración de multi-casco. En este caso, la distancia entre el cuerpo principal y los cascos adicionales dependerá de los requerimientos específicos de estabilidad transversal de la plataforma en la ubicación del trabajo. En cuanto al diseño de la sección transversal de la plataforma se buscará minimizar la influencia del viento, para lo cual se deberá minimizar la resistencia aerodinámica generada en el plano horizontal, mediante un diseño ovalado tanto de la superficie a flote del cuerpo principal como de las estructuras adicionales que pudieran existir.

Con las disposiciones descritas se garantiza también la orientación del plano de giro de las palas. Debido al par generado por los elementos de extracción de energía, así como la fuerza generada por la corriente marina en la estructura, se produce un trimado longitudinal que provoca que el plano de giro de las palas no se sitúe perpendicular a la sección de flujo de la corriente marina. En este caso, se modificaría el porcentaje de llenado en los tanques de lastre, de forma que se incremente el peso en la sección de la plataforma opuesta al origen de la corriente de agua. Este incremento proporcional de llenado, irá incrementando a medida que aumente la velocidad de flujo de la corriente, garantizando así el posicionamiento horizontal de la plataforma.

Otra de las ventajas que se logra con la constitución descrita es minimizar el efecto de las olas. La carena presentará menor superficie de flotación al disminuir el francobordo. Para conseguir esta disminución de francobordo, se procederá a un incremento en el llenado de los tanques de uno y otro lado, lo que produce un hundimiento de toda la estructura. Con lo que se consigue que el efecto perturbador de las olas se minimice.

Igualmente se logra minimizar el efecto del viento. De esta manera también se produce una disminución de la superficie total de obra muerta, al disminuir el francobordo, minimizando así el efecto del viento y con ello garantizando la orientación óptima de la plataforma.

Por último, la instalación de la invención permite poder modificar su situación por motivos estacionales y optimizar la generación y posibilidad de mantenimiento a flote, en puerto o en seco.

Todas las posibilidades expuestas pueden incrementarse con la incorporación de sistemas adicionales de estabilidad y orientación,...

1. Instalación marina productora de energía eléctrica, que comprende una plataforma flotante en la que va montada una turbina que es movida por las corrientes de agua marina y acciona un generador eléctrico, situado sobre dicha, caracterizada porque la plataforma dispone de un apéndice central inferior de gran calado que queda rematado en un bulbo externo, en el que va montada una turbina de eje horizontal, con el rotor de palas situado fuera de dicho bulbo y los mecanismos de giro y/o generación dentro del mismo, discurriendo también interiormente, a través del bulbo y/o apéndice, la transmisión entre dicha turbina y el generador de energía eléctrica; y porque la plataforma dispone además de medios para controlar su flotabilidad y horizontalidad, de medios para controlar la estabilidad y orientación de su eje longitudinal y de amarres para anclado al fondo marino, que soportarán la tracción de la corriente.

2. Instalación según la reivindicación 1, caracterizada porque los medios para controlar la flotabilidad y horizontalidad de la plataforma consisten en tanques de lastrado situados dentro de la plataforma, hacia la proa y hacia la popa, cuyos tanques están subdivididos en compartimentos estancos dotados de medios de llenado de agua y de trasvase de agua entre tanques, así como de un sistema de control del lastre contenido en cada tanque.

3. Instalación según la reivindicación 1, caracterizada porque los medios para controlar la estabilidad y orientación del eje longitudinal de la plataforma incluyen apéndices inferiores móviles.

4. Instalación según la reivindicación 1, caracterizada porque los medios para controlar la estabilidad y orientación del eje longitudinal de la plataforma incluyen además amarres al fondo marino.

OFICINA ESPAÑOLA DE PATENTES Y MARCAS

Nº solicitud: 200930740

ESPAÑA

Fecha de presentación de la solicitud: 28.09.2009

Fecha de prioridad:

INFORME SOBRE EL ESTADO DE LA TECNICA

51 Int. Cl. : F03B17/06 (2006.01) F03B13/26 (2006.01)

DOCUMENTOS RELEVANTES

INFORME DEL ESTADO DE LA TÉCNICA

Nº de solicitud: 200930740

Documentación mínima buscada (sistema de clasificación seguido de los símbolos de clasificación) F03B Bases de datos electrónicas consultadas durante la búsqueda (nombre de la base de datos y, si es posible, términos de búsqueda utilizados) INVENES, EPODOC

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OPINIÓN ESCRITA

Nº de solicitud: 200930740

Fecha de Realización de la Opinión Escrita: 05.03.2012

Declaración

Se considera que la solicitud cumple con el requisito de aplicación industrial. Este requisito fue evaluado durante la fase de examen formal y técnico de la solicitud (Artículo 31.2 Ley 11/1986) .

Base de la Opinión.

La presente opinión se ha realizado sobre la base de la solicitud de patente tal y como se publica.

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OPINIÓN ESCRITA

Nº de solicitud: 200930740

1. Documentos considerados.

A continuación se relacionan los documentos pertenecientes al estado de la técnica tomados en consideración para la realización de esta opinión.

2. Declaración motivada según los artículos 29.6 y 29.7 del Reglamento de ejecución de la Ley 11/1986, de 20 de marzo, de Patentes sobre la novedad y la actividad inventiva; citas y explicaciones en apoyo de esta declaración El documento D01 describe una instalación productora de energía eléctrica, que comprende una plataforma flotante (211) en la que va montada una turbina que es movida por una corriente de agua, de un río o producida por las marea, y acciona un generador eléctrico (394) , que puede estar situado sobre dicha plataforma (211) (ver párrafo 90) , donde la plataforma (211) dispone de un apéndice central inferior (400) de gran calado que queda rematado en un bulbo externo (121) , en el que va montada una turbina de eje horizontal (402) , con el rotor de palas situado fuera de dicho bulbo (121) y los mecanismos de giro y/o generación dentro del mismo, discurriendo también interiormente, a través del bulbo y/o apéndice, la transmisión entre dicha turbina y el generador de energía eléctrica; y porque la plataforma dispone además de medios para controlar su flotabilidad y horizontalidad (ver párrafo 91) , de medios para controlar la estabilidad y orientación de su eje longitudinal, con apéndices móviles (401) entre otros, y de amarres (115) para, en determinados casos (ver párrafo 251, por ejemplo) , anclado al fondo, que soportarán la tracción de la corriente.

Por tanto, todas las características definidas en la reivindicación 1 y en las dependientes 3 y 4 ya están descritas en el documento D01 por lo que dichas reivindicaciones 1, 3 y 4 no cumplen el requisito de novedad según el artículo 6 de la Ley 11/1986.

Además, el documento D01 describe el uso de tanques de lastrado dentro de la plataforma (211) , a proa y a popa, que permiten controlar la flotabilidad y la horizontalidad de ésta, mediante el llenado y vaciado de agua de dichos tanques (ver, por ejemplo, párrafo 254) .

El objeto de la reivindicación 2 difiere de lo mostrado en el documento D01 en que además detalla que cada tanque de lastrado se divide, a su vez, en compartimentos estancos con medios de llenado y de trasvase de agua entre tanques. Sin embargo, no se considera que esta diferencia confiera ningún elemento de significación inventiva con respecto al estado de la técnica mostrado en el documento D01, y en otros documentos citados, ya que se consideran características más detalladas de una realización práctica de la técnica mostrada en dichos documentos. Por tanto, la reivindicación 2 no implica actividad inventiva según el artículo 8 de la Ley 11/1986.

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