Dispositivo para generar energía eléctrica a partir de una fuente renovable y método de accionamiento de dicho dispositivo.

Dispositivo para generar electricidad (1) a partir de energía undimotriz,

que comprende:

- un dispositivo oscilante (2), capaz de transformar el empuje de una ola sobre una primera extremidad deldispositivo oscilante (2) en energía cinética,

- una unidad de motor, conectada operativamente a una segunda extremidad del dispositivo oscilante de modo quereciba la energía cinética transmitida a ella mediante el dispositivo oscilante (2),

- una máquina eléctrica giratoria conectada operativamente a la unidad de motor y capaz de producir energíaeléctrica cuando se la hace girar mediante dicha unidad de motor;

en el que dicho dispositivo oscilante comprende una primera palanca (4; 4'') de empuje con una extensiónesencialmente vertical y que tiene una extremidad inferior (8) con forma cóncava capaz de recibir un empuje de lasolas del mar que actúa esencialmente en dirección horizontal, y una segunda palanca (4') de empuje con unaextensión esencialmente horizontal y que lleva un flotador (108; 108') en una extremidad, caracterizado porque dichaprimera palanca (4'') de empuje está abisagrada a la segunda palanca (4'') de empuje como para oscilar libremente yestá posicionada cerca y detrás del flotador con respecto a la dirección de la ola de tal modo que, cuando el flotadoralcanza la cresta de la ola, la extremidad inferior de la primera palanca (4') de empuje está subida por encima de lasuperficie del agua.

Dispositivo para generar energía eléctrica a partir de una fuente renovable y método de accionamiento de dicho dispositivo Esta invención se refiere a un dispositivo para generar energía eléctrica a partir de una fuente renovable, en particular adecuado para generar energía eléctrica aprovechando la acción de agentes externos, energía undimotriz por ejemplo.

Los dispositivos adecuados para estas aplicaciones se caracterizan principalmente por el hecho de que garantizan a los usuarios la posibilidad de aprovechar fuentes renovables tal como la energía undimotriz, sin necesidad de alimentación de electricidad de conducción general o de tener que depender de combustibles no disponibles en todas las situaciones y lugares, tales como gasolina, gasóleo o gas.

Los dispositivos difundidos para este tipo de uso aprovechan energía undimotriz de diferentes maneras, con vistas todas a arrancar un generador para la producción de energía.

Algunos de ellos son estructuras tubulares flotantes ancladas al fondo del mar. Con el movimiento de las olas, el agua entra y sale de estas estructuras, activando turbinas especiales.

Otros dispositivos se construyen en las líneas de costa y consisten en estructuras de hormigón reforzado con una turbina especial instalada en ellos.

En estos dispositivos, las olas penetran las estructuras de hormigón reforzado y comprimen el aire de dentro, el cual, a su vez, activa la turbina.

Sin embargo, hay desventajas al instalar estos dispositivos.

Primeramente, los tipos de dispositivos concebidos para el mar abierto implican difíciles operaciones de instalación y mantenimiento que no son siempre posibles debido a las condiciones climatológicas.

Las turbinas asociadas con dispositivos tanto de aguas adentro como costeros deben estar hechas de material con, respectivamente, niveles alto y medio de resistencia a la corrosión marina, con el aumento consecuente en costes.

Los dispositivos costeros exigen además enormes estructuras de hormigón reforzado de impacto medioambiental cuestionable.

Desventajosamente, estos dispositivos son de considerable aparatosidad.

Desventajosamente, por último, estos dispositivos tienen una productividad limitada y no se pueden adaptar a diferentes condiciones de ola.

El propósito de esta invención es superar las desventajas que predominan en el estado de la técnica.

Este propósito se consigue mediante un dispositivo de generación de energía de acuerdo con la reivindicación 1, así como mediante un método de transformación de la energía producida por la fuerza de empuje de una ola en electricidad de acuerdo con la reivindicación 21. Las reivindicaciones dependientes describen realizaciones preferidas.

Características y ventajas adicionales de la invención estarán claras a partir de la siguiente descripción, dada a modo de ejemplo y no limitativa, de acuerdo con los dibujos adjuntos, en los cuales:

- la figura 1 muestra el dispositivo de acuerdo con la invención en una posición de funcionamiento inicial de carrera;

- la figura 2 muestra el dispositivo de acuerdo con la invención en una posición de funcionamiento final de carrera;

- la figura 3 ilustra el dispositivo en una realización preferida;

- la figura 4 muestra el dispositivo en otra realización preferida, vista de lado;

- la figura 5 muestra el dispositivo de la figura 4 en una vista en perspectiva;

- la figura 6 es un corte axial de un cilindro multiplicador de presión con el pistón en final de carrera en la configuración de admisión del líquido de funcionamiento;

- la figura 7 es un corte axial del cilindro con el pistón en final de carrera en la configuración de compresión del líquido de funcionamiento;

- la figura 8 es un corte transversal del cilindro multiplicador de presión;

- la figura 9 muestra el dispositivo en una realización preferida adicional, en una vista lateral;

- la figura 10 muestra el dispositivo de la figura 9, en una vista en perspectiva; y

- la figura 11 muestra esquemáticamente la interacción entre las partes oscilantes del dispositivo de las figuras 9 y 10 y las olas del mar.

Con referencia a las figuras anteriores, el número 1 de referencia indica globalmente un dispositivo para transferencia de energía undimotriz.

De acuerdo con una realización general, el dispositivo 1 comprende un dispositivo oscilante 2 con una extremidad perfilada adecuadamente para recibir el empuje de un agente externo, tal como una ola, y una extremidad opuesta que coopera con una unidad de motor que está a su vez conectada a una máquina eléctrica.

En otras palabras, el dispositivo oscilante es una palanca que puede transformar la energía producida por el empuje del agente externo en energía cinética adecuada para mover ventajosamente el líquido que alimenta una unidad de motor.

La rotación de dicha unidad de motor es entonces convertida en electricidad por la máquina eléctrica asociada.

De acuerdo con una realización ventajosa, el dispositivo oscilante 2 comprende una palanca 4 de empuje, fijada a un bastidor 40 de soporte (ilustrado en las figuras 4 y 5) mediante un pasador 24 de rotación.

El dispositivo oscilante 2 comprende además un cangilón 8, montado en una extremidad de la palanca 4 de empuje y adecuado para recibir el empuje de un agente externo, y un elemento 9 de retorno adecuado para llevar el dispositivo oscilante de vuelta a la posición inicial de carrera.

El máximo recorrido del dispositivo oscilante 2 está limitado por un tope inicial 20 de carrera y un tope final 21 de carrera, conectados a un bastidor 40 de soporte.

El cangilón 8 está formado de manera substancialmente cóncava con vistas a capturar eficientemente la energía que se deriva de la acción de las olas.

En una realización, el dispositivo oscilante 2 está posicionado de tal modo que, en la posición de funcionamiento inicial de carrera, la parte cóncava del cangilón 8 está substancialmente posicionada hacia la dirección de progreso de las olas. En este caso, el dispositivo oscilante 2 puede capturar la acción de la ola incluso cuando las olas no son muy altas.

En una realización adicional, el dispositivo oscilante 2 está orientado substancialmente en una dirección horizontal, de tal manera que, en la posición de funcionamiento inicial de carrera, la parte cóncava del cangilón 8 está substancialmente paralela a la dirección de progreso de las olas. En esta realización, ventajosamente, el cangilón 8 está reemplazado por un flotador (figura 4) de tal manera que el dispositivo oscilante 2 puede funcionar sin el uso de un elemento de retorno en tanto que puede seguir el progreso de la ola.

En una realización, la posición del pasador 24 de rotación en el eje de la palanca 4 de empuje es variable dependiendo de la fuerza undimotriz que actúa en el dispositivo oscilante 2.

En otras palabras, dependiendo de las condiciones marítimas, al desplazarse el pasador de rotación, el radio de apalancamiento del dispositivo oscilante 2 varía, con la consecuente variación de intensidad de la fuerza y, por lo tanto, de la energía transmitida a la unidad de motor.

Ventajosamente, el dispositivo oscilante 2 puede variar en configuración dependiendo de las condiciones operativas, con vistas esto a asegurar una productividad constante y evitar daño estructural en condiciones operativas adversas.

El elemento 9 de retorno facilita el retorno de la palanca 4 de empuje a la posición inicial de carrera y está montado en la palanca 4 de empuje en una posición opuesta a los medios 6 de compresión.

En una variante ventajosa, el elemento 9 de retorno es un contrapeso.

En una realización, el contrapeso 9 está montado en la palanca 4 de empuje de una manera en suspensión, a una distancia desde el eje de la palanca 4 de empuje que varía de acuerdo con las condiciones operativas.

En otras palabras, con la variación de las condiciones marítimas y/o la variación del radio de apalancamiento del dispositivo oscilante 2 y/o la variación de la anchura y por lo tanto las dimensiones del cangilón 8, con vistas a hacer más eficiente el retorno de los medios 2 de empuje a la posición inicial de carrera, el elemento 9 de retorno está montado con una suspensión mayor o menor dependiendo del caso específico.

En una realización, el elemento 9 de retorno es un elemento elástico tal como un muelle.

Ventajosamente, la rigidez del elemento elástico es variable de acuerdo con condiciones operativas, con vistas a mejorar la eficiencia del retorno de los medios 2 de empuje a la posición inicial... [Seguir leyendo]

1. Dispositivo para generar electricidad (1) a partir de energía undimotriz, que comprende:

- un dispositivo oscilante (2) , capaz de transformar el empuje de una ola sobre una primera extremidad del dispositivo oscilante (2) en energía cinética,

- una unidad de motor, conectada operativamente a una segunda extremidad del dispositivo oscilante de modo que reciba la energía cinética transmitida a ella mediante el dispositivo oscilante (2) ,

- una máquina eléctrica giratoria conectada operativamente a la unidad de motor y capaz de producir energía eléctrica cuando se la hace girar mediante dicha unidad de motor;

en el que dicho dispositivo oscilante comprende una primera palanca (4; 4’’) de empuje con una extensión esencialmente vertical y que tiene una extremidad inferior (8) con forma cóncava capaz de recibir un empuje de las olas del mar que actúa esencialmente en dirección horizontal, y una segunda palanca (4’) de empuje con una extensión esencialmente horizontal y que lleva un flotador (108; 108’) en una extremidad, caracterizado porque dicha primera palanca (4’’) de empuje está abisagrada a la segunda palanca (4’’) de empuje como para oscilar libremente y está posicionada cerca y detrás del flotador con respecto a la dirección de la ola de tal modo que, cuando el flotador alcanza la cresta de la ola, la extremidad inferior de la primera palanca (4’) de empuje está subida por encima de la superficie del agua.

2. Dispositivo de acuerdo con la reivindicación 1, en el que el dispositivo oscilante (2) comprende además un elemento (9) de retorno capaz de llevar el dispositivo oscilante de vuelta a la posición inicial de carrera.

3. Dispositivo de acuerdo con la reivindicación precedente, en el que el elemento (9) de retorno es un contrapeso.

4. Dispositivo de acuerdo con la reivindicación 3, en el que una guía (190) de deslizamiento se extiende a lo largo de dicha segunda palanca de empuje, estando un contrapeso móvil (9) fijado de una manera deslizante a dicha guía de deslizamiento.

5. Dispositivo de acuerdo con la reivindicación 4, que comprende una unidad de control configurada para que mueva automáticamente el contrapeso en función de la fuerza que actúa sobre el dispositivo oscilante (2) .

6. Dispositivo de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en el que la unidad de motor comprende:

- un tanque (3) de contención, capaz de contener un fluido, tal como un gas o un líquido, siendo dicho tanque compresible por el dispositivo oscilante como para generar un flujo de fluido;

- una turbina (5) , puesta en movimiento por el fluido a presión que viene del tanque (3) de contención; y

- una cisterna (7) de recuperación, capaz de recuperar el fluido que va a través de la turbina (5) y de reinyectarlo adentro del tanque (3) .

7. Dispositivo de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en el que el dispositivo oscilante (2) comprende unos medios (6) de compresión unidos a la segunda extremidad del dispositivo oscilante (2) .

8. Dispositivo de acuerdo con la reivindicación precedente, en el que el tanque (3) de contención tiene forma de embudo, con una entrada (13) que tiene una sección transversal más ancha que la salida (14) , como para actuar como un multiplicador de presión.

9. Dispositivo de acuerdo con la reivindicación 8, en el que el tanque de contención es un cilindro de fuelle.

10. Dispositivo de acuerdo con la reivindicación 8, en el que el tanque de contención es un cilindro hidráulico.

11. Dispositivo de acuerdo con la reivindicación 8, en el que el tanque de contención es un cilindro (52) multiplicador de presión, con al menos dos tramos, un primer tramo sobre el que actúa el dispositivo oscilante, que tiene una sección mayor, y un segundo tramo que contiene el fluido de funcionamiento, que tiene una sección menor.

12. Dispositivo de acuerdo con la reivindicación 11, en el que el cilindro (52) multiplicador de presión tiene un pistón

(56) con un vástago (58) conectado operativamente con el dispositivo oscilante (2) , en el que dicho pistón tiene una sección (60) de empuje, sobre el que actúa el dispositivo oscilante (2) , que tiene una sección substancialmente igual a la sección del cilindro, y, en el lado que se mira desde la parte opuesta al vástago, un núcleo (62) que se extiende substancialmente por toda la longitud del cilindro (52) y que define con el manguito (54) de cilindro una cavidad anular (64) que aloja el fluido de funcionamiento.

13. Dispositivo de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones precedentes 6 a 12, que comprende dos tanques de contención o multiplicadores (3; 52) de presión de fluido, puestos opuestos y conectados operativamente con el dispositivo oscilante (2) de tal manera que un tanque de contención se activa en compresión en la fase de empuje del agente externo sobre el dispositivo oscilante, y el otro tanque de contención se activa en compresión en la fase de retorno del dispositivo oscilante por medio de un contrapeso (9) .

14. Dispositivo de acuerdo con la reivindicación 13, en el que el contrapeso (9) es movible, con respecto al pasador

(24) de oscilación del dispositivo oscilante (2) , a una posición tal como para ejercer sobre el dispositivo oscilante una fuerza de retorno suficiente para comprimir el fluido de funcionamiento en un tanque (3; 52) de contención.

15. Dispositivo de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en el que un cilindro hidráulico (210) está abisagrado por una extremidad a la palanca horizontal (4’) y por la otra extremidad a la palanca vertical (4’’) , de modo que la oscilación de la palanca vertical (4’’) entre una posición esencialmente vertical de reposo y una posición final de carrera inclinada hacia atrás en relación con las olas que se aproximan origina el movimiento alterno del pistón de dicho cilindro hidráulico (210) .

16. Dispositivo de acuerdo con la reivindicación 15, en el que el tanque de contención unido a la palanca horizontal (4’) y el cilindro hidráulico unido a la palanca vertical (4’’) impulsan la misma turbina (5) con fluido presurizado y están configurados para emitir fluido alternativamente dentro del circuito hidráulico a la misma presión como para mantener la rotación de la turbina, y mediante ella la electricidad producida, constante y continua.

17. Dispositivo de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en el que la unidad de motor comprende un recipiente (30) de expansión, situado entre la salida (14) del tanque (3) de contención y la turbina (5) como para impulsar la turbina (5) con fluido a presión durante la carrera de retorno del dispositivo oscilante (2) .

18. Dispositivo de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en el que la máquina eléctrica giratoria es una dinamo o un alternador.

19. Dispositivo de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5, en el que la unidad de motor comprende una cremallera y un piñón, conectados operativamente al dispositivo oscilante (2) , como para ser movible en movimiento rectilíneo alterno, y una rueda dentada que se aplica en dicha cremallera, conectada a la máquina eléctrica giratoria.

20. Dispositivo de acuerdo con la reivindicación precedente, en el que la máquina eléctrica giratoria es un alternador.

21. Método de transformación de la energía producida por la fuerza de empuje de una ola en electricidad usando el dispositivo de acuerdo con la reivindicación 1, que comprende las fases de:

- capturar el empuje de la ola por medio de un dispositivo oscilante (2) ,

-convertir el movimiento de oscilación del dispositivo oscilante en movimiento giratorio por medio de un multiplicador de presión,

- transmitir dicho movimiento al rotor de una máquina eléctrica giratoria tal como una dinamo o un alternador;

en el que la fase de capturar el empuje de la ola comprende una primera fase de capturar el empuje de la ola actuando en dirección horizontal por medio de una primera palanca (4; 4’’) de empuje con una extensión esencialmente vertical y que tiene una extremidad inferior (8) adecuada para sumergirse al menos parcialmente en el agua al menos en dicha primera fase de recibir dicho empuje horizontal, y una segunda fase de capturar el empuje de la ola actuando en dirección vertical por medio de una segunda palanca (4’) de empuje con una extensión esencialmente horizontal y un flotador (108; 108’) en una extremidad, caracterizado porque dicha primera palanca (4’’) de empuje es movida verticalmente por la oscilación de la segunda palanca (4’) de empuje entre una posición inferior, en la que la extremidad inferior está al menos parcialmente sumergida en el agua, y una posición subida, en la que dicha extremidad inferior está por encima de la superficie del agua.

22. Método de acuerdo con la reivindicación 21, en el que el dispositivo oscilante (2) actúa como un órgano de bombeo sobre al menos un cilindro hidráulico (52) que contiene un fluido de funcionamiento, de tal manera que dicho fluido es impelido adentro de un circuito hidráulico que impulsa un motor hidráulico, activando un generador eléctrico.

23. Método de acuerdo con la reivindicación 22, en el que el dispositivo oscilante (2) actúa como un órgano de bombeo sobre dos cilindros hidráulicos opuestos (52) , siendo el primero activado en compresión por el dispositivo oscilante durante el empuje de una ola y el segundo activado en compresión por el dispositivo oscilante durante su retorno a la posición inicial de carrera por medio de un elemento (9) de retorno.