Un sistema de aprovechamiento hidroeléctrico.

Un sistema de generación de energía de corriente de agua (101,

201, 401), comprendiendo dicho sistema:

a) una pluralidad de cámaras de flotación (102, 202, 402);

b) una pluralidad de unidades de generación de energía de tipo inducción (104, 204, 205, 405, 406)dispuestas dentro de una carcasa asociada con cada de dichas cámaras de flotación;

c) una pluralidad de hélices (105, 206, 407, 501) dispuestas en comunicación mecánica con cada una dedichas unidades de generación de energía de tipo inducción, en el que cada hélice comprende además unapluralidad de anillos dispuestos concéntricamente (510 a 512), en que cada una de dichos anillos dispuestosconcéntricamente tiene un miembro anular interior (503), un miembro de anillo exterior (506) y una pluralidadde miembros de aletas curvadas (504, 507; 602; 702, 709) separados por espacios huecos dispuestos entredichos miembros de anillo interior y exterior (503, 506);

d) una pluralidad de cámaras de lastre (103); y

e) una estructura de cuerpo (404) que une las pluralidades de cámaras de flotación (102, 402, 403), unidadesde generación de energía de tipo inducción (104, 204, 205, 405, 406) y cámaras de lastre (103).

Un sistema de aprovechamiento hidroeléctrico

Campo de la invención La presente invención se refiere en general a sistemas de generación de energía de energía renovable, y en una forma de realización particular pero no limitante a un sistema sumergido o marítima para la generación de energía derivada de corrientes de agua de movimiento rápido utilizando un sistema generador de inducción de tipo equipado con una o más hélices de anillos y aletas.

Antecedentes de la invención Con el creciente costo de los combustibles fósiles y de la demanda energética en las economías del mundo y de las industrias, métodos diferentes y más eficientes de desarrollo de fuentes de energía se buscan constantemente. De particular interés son las fuentes renovables de energía alternativas, como los dispositivos de energía solar con baterías, granjas de molinos de viento y sistemas que derivan de la energía de hidrógeno recluido.

Sin embargo, tales fuentes de energía no son todavía capaces de suministrar energía continua a un área muy amplia a escala comercial. Además, algunas tecnologías propuestas, tales como los sistemas alimentados por hidrógeno que implican el refinamiento de agua de mar, en realidad consumen más energía en el proceso de conversión que se emite al final del sistema. Otros, como el hidrógeno derivado de metano, producen cantidades iguales o mayores de las emisiones de combustibles fósiles que las tecnologías convencionales a base de petróleo que vayan a sustituir, e incluso otros, como, los sistemas basados en baterías, energía solar y molino de viento, requieren la exposición de forma coherente a la luz del sol o los vientos significativo de manera que su eficacia comercial está inherentemente limitado.

Un sistema de energía alternativo propuesto consiste en el aprovechamiento de la energía hidroeléctrica derivada de rápidas corrientes de agua en movimiento, por ejemplo, las corrientes que tienen velocidades de flujo máximo de 2 m/s ó más.

En la práctica, sin embargo, los actuales dispositivos submarinos generadores de energía han demostrado ser insuficientes, incluso si están instalados en los lugares donde las velocidades actuales son consistentemente muy rápido. Esto es debido, al menos en parte, tanto a una falta de medios eficaces para la generación de la energía y la compatibilidad para poder transferir la energía obtenida a partir de sistemas de generación de energía bajo el agua en una estación de relé de energía encargada marítima o en tierra.

El documento US 2007/0241566A divulga un sistema de aprovechamiento hidroeléctrico de acuerdo con la técnica anterior.

Los actuales diseños de hélice y los mecanismos de generación de energía marítimos han demostrado ser insuficientes, fallan de proporcionar o bien una generación de energía adecuada o bien estabilidad suficiente contra las corrientes de velocidad máxima.

Otro problema importante son los problemas ambientales asociados con la obtención de energía a partir de corrientes de agua sin dañar la vida acuática que rodea, como los arrecifes, vegetación marina, bancos de peces,

etcétera Existe, por tanto, una necesidad importante y no satisfecha todavía como para un sistema de hélice para un sistema de generación de energía de corriente de agua que supere los problemas actualmente existentes en la técnica, y que genera y transfiere a una estación relé una cantidad significativa de energía , de manera segura, fiable y respetuosa del medio ambiente.

Resumen de la invención Los problemas anteriores se resuelvan mediante un sistema de aprovechamiento hidroeléctrico de acuerdo con la reivindicación 1.

De acuerdo con la invención, dicho sistema incluye una pluralidad de tubos de flotación, una pluralidad de cámaras de lastre una pluralidad de hélices y una pluralidad de unidades de generación de energía de tipo inducción unidas por una estructura de cuerpo.

Breve descripción de los dibujos Las formas de realización descritas en la presente memoria se entenderá mejor, y numerosos objetos, características y ventajas hechos evidentes para los expertos en la técnica haciendo referencia a los dibujos adjuntos.

La Figura 1 es una vista lateral de un sistema de generación de energía de energía de agua corriente de acuerdo con una realización de ejemplo de la invención.

La Figura 2 es una vista frontal de un sistema de generación de energía de energía de agua corriente de acuerdo con una segunda realización de ejemplo de la invención.

La Figura 3 es una vista en planta de un tubo de lastre que tiene una pluralidad de cámaras de aislamiento del tipo laberinto de acuerdo con una tercera realización de ejemplo de la invención.

La Figura 4A es una vista superior de un sistema de generación de energía de energía de agua corriente de acuerdo con una cuarta realización de ejemplo de la invención.

La Figura 4B es una vista superior de la forma de realización de ejemplo representado en la figura 4A, que incluye además un sistema asociado de anclaje de atadura.

La Figura 5 es una vista frontal de una realización de ejemplo del sistema de hélice adecuado para su uso en conexión con un sistema de generación de energía sumergido o marítimo.

La Figura 6 es una vista en perspectiva de la realización de ejemplo del sistema de hélice representada en la Figura 5, con una porción detallada del sistema aislado para una perspectiva adicional.

La figura 7 es una vista aislada de una parte de la realización de ejemplo del sistema de hélice representada en las figuras 5 y 6.

La Figura 8 es una vista lateral de un sistema de ejemplo de generación de energía de corriente de agua que comprende además una matriz de hélice montada en dirección de arrastre.

La Figura 9 es una vista posterior del sistema de ejemplo de generación de energía de corriente de agua representado en la Figura 8, en el que un número par de hélices facilitan la compensación de fuerzas de rotación en una matriz montada en dirección de arrastre.

Descripción detallada de varias realizaciones de ejemplo La descripción que sigue incluye una serie de diseños de sistemas a título de ejemplo y métodos de uso que incorporan ventajas de la materia inventiva actualmente. Sin embargo, se entenderá por los expertos ordinarios en la técnica que las realizaciones divulgadas admiten a la práctica sin algunos de los detalles específicos citados en esta memoria. En otros casos, equipos, protocolos, estructuras y técnicas de generación de energía submarina bien conocidos y, no se han descrito o mostrado en detalle con el fin de evitar la confusión de la invención.

La Figura 1 muestra una primera realización de ejemplo de un sistema de generación de energía de corriente de agua 101. En su forma más simple, el sistema comprende un tubo de flotación 102, un tubo de lastre 103, y una unidad de generación de energía de tipo inducción 104 equipada con una hélice 105.

Aunque la figura 1 parece representar sólo un único tubo de flotación 102, unidad de lastre 103 y componente generador 104, es de hecho una vista lateral de un sistema mayor, y realizaciones comerciales que comprenden tubos y componentes generadores múltiples se contemplan actualmente y se describen a continuación. No obstante, los expertos en el ramo pertinente apreciarán fácilmente que la descripción de un sistema limitado con elementos singulares es ilustrativa, y no limita el alcance de la materia divulgada en este documento.

La novedad del sistema está en la unidad de generación de energía de tipo inducción 104 que presta simplicidad y fiabilidad en las operaciones, y produce una energía de salida que puede ser con o sin transformación como una corriente alterna (AC) a una estación de relé asociada (no mostrado) . El sistema es por lo tanto capaz de producir energía de CA a escala comercialmente viable que pueda ser fácilmente vendida y utilizada por una red eléctrica vecina.

En general, los generadores de inducción son mecánica y eléctricamente más sencillos que otros tipos de generadores síncronos de energía eléctrica o generadores de corriente directa (DC) . 5 Ellos también tienden a ser más resistente y duradero, y por lo general requieren ni cepillos ni conmutadores.

Por ejemplo, una máquina de inducción (por ejemplo, enrollado jaula) asíncrona trifásica eléctrica, cuando se hace funcionar más lenta que su velocidad síncrona, funcionará como un motor; el mismo dispositivo, sin embargo, cuando se hace funcionar más rápido que su velocidad síncrona, funcionará como un generador de inducción.

En resumen, los generadores de inducción... [Seguir leyendo]

1. Un sistema de generación de energía de corriente de agua (101, 201, 401) , comprendiendo dicho sistema:

a) una pluralidad de cámaras de flotación (102, 202, 402) ; b) una pluralidad de unidades de generación de energía de tipo inducción (104, 204, 205, 405, 406) dispuestas dentro de una carcasa asociada con cada de dichas cámaras de flotación; c) una pluralidad de hélices (105, 206, 407, 501) dispuestas en comunicación mecánica con cada una de dichas unidades de generación de energía de tipo inducción, en el que cada hélice comprende además una pluralidad de anillos dispuestos concéntricamente (510 a 512) , en que cada una de dichos anillos dispuestos concéntricamente tiene un miembro anular interior (503) , un miembro de anillo exterior (506) y una pluralidad de miembros de aletas curvadas (504, 507; 602; 702, 709) separados por espacios huecos dispuestos entre dichos miembros de anillo interior y exterior (503, 506) ; d) una pluralidad de cámaras de lastre (103) ; y e) una estructura de cuerpo (404) que une las pluralidades de cámaras de flotación (102, 402, 403) , unidades de generación de energía de tipo inducción (104, 204, 205, 405, 406) y cámaras de lastre (103) .

2. El sistema de generación de energía de corriente de agua de la reivindicación 1, en el que cada cámara de lastre comprende además una o más cámaras de aislamiento de tipo laberinto (303, 304, 306) .

3. El sistema de generación de energía de corriente de agua de la reivindicación 2, en el que al menos una de dichas una o más cámaras de aislamiento de tipo laberinto comprende además una porción superior que aloja un gas.

4. El sistema de generación de energía de corriente de agua de la reivindicación 2, en el que al menos una de dichas una o más cámaras de aislamiento de tipo laberinto comprende además una porción inferior que aloja un líquido.

5. El sistema de generación de energía de corriente de agua de la reivindicación 2, en el que al menos una de dichas una o más cámaras de aislamiento de tipo laberinto comprende además una porción superior y una porción inferior separadas por un cilindro intermedio dispuesto en comunicación fluida con un fluido de barrera.

6. El sistema de generación de energía de corriente de agua de la reivindicación 2, en el que al menos una de dichas una o más cámaras de aislamiento de tipo laberinto comprende además una válvula de control de fuente de gas.

7. El sistema de generación de energía de corriente de agua de la reivindicación 2, en el que al menos una de dichas una o más cámaras de aislamiento de tipo laberinto comprende además una válvula de salida de gas (309) .

8. El sistema de generación de energía de corriente de agua de la reivindicación 2, en el que al menos una de dichas una o más cámaras de aislamiento de tipo laberinto comprende además una válvula de seguridad de presión (307) .

9. El sistema de generación de energía de corriente de agua de la reivindicación 2, en el que al menos una de dichas una o más cámaras de aislamiento de tipo laberinto comprende además una válvula de entrada/salida de fluido (308) equipado con un tamiz para prevenir la entrada de vida marina en dicha cámara.

10. El sistema de generación de energía de corriente de agua de la reivindicación 2, en el que al menos una de dichas una o más cámaras de aislamiento de tipo laberinto comprende además una válvula de control que, cuando está a sobre presión, inicia la evacuación de agua de dichas una o más cámaras de aislamiento.

11. El sistema de generación de energía de corriente de agua de la reivindicación 1, que comprende además al menos un miembro de atadura (106; 408, 409, 410) .

12. El sistema de generación de energía de corriente de agua de la reivindicación 11, en el que dicho al menos un miembro de atadura está dispuesto en comunicación con un miembro que termina la atadura.

13. El sistema de generación de energía de corriente de agua de la reivindicación 12, en el que dicho miembro que termina la atadura está dispuesto en comunicación con un miembro de anclaje (411) .

14. El sistema de generación de energía de corriente de agua de la reivindicación 1, en el que dicha pluralidad de cámaras de flotación está formada por una pluralidad de tubos de flotación (102, 402, 403) unidos por dicha estructura de cuerpo (404) .