Central de energía undimotriz.

Una central de energía undimotriz que comprende un cuerpo flotante (1) que está ajustado para moverse bajola influencia de olas,

y un dispositivo de absorción de energía (2), en donde el dispositivo de absorción de energía(2) incluye un tambor (10) que está adaptado para recibir un elemento de tracción alargado (3), estando dispuestodicho elemento de tracción (3) para girar el tambor (10) cuando el cuerpo flotante (1) se mueve como resultado delmovimiento de las olas, estando montado el tambor (10) en el cuerpo flotante (1) y sigue su movimiento, y elelemento de tracción (3) en su extremo opuesto del tambor (10) está conectado con un punto fijo, tal como, porejemplo, el fondo marino, estando acoplado mecánicamente el tambor (10) con un generador eléctrico (12),estando acoplado asimismo el tambor con un resorte hidráulico o eléctrico (19) que comprende una máquinahidráulica o eléctrica para convertir el par del tambor (19) en presión hidráulica o corriente eléctrica y viceversa, yasimismo al menos un acumulador (21, 22) para almacenar presión hidráulica o energía eléctrica, estandodispuesto el resorte hidráulico o eléctrico (19) para tomar una parte del par del tambor (10) y transferir la energía alacumulador (20, 21) para su almacenamiento cuando el cuerpo flotante (1) se mueve en una primera dirección, yal menos una porción de esta energía almacenada se suministra al generador eléctrico (12) cuando el cuerpo flotante (1) se mueve en otra dirección, caracterizada porque el tambor (10) está conectado de modo giratorio conuna masa oscilante que trabaja para suavizar el giro, siendo la masa oscilante una masa giratoria que estáconectada con el tambor (10) mediante una transmisión, y porque la masa giratoria está adaptada para otorgar alcuerpo flotante (1) un desplazamiento de fase natural en relación con la ola, y porque un convertidor de frecuenciaestá conectado al generador eléctrico (12) para amplificar la inercia natural del sistema de modo que consiga undesplazamiento de fase adicional del giro en relación con los movimientos de la ola.

Central de energía undimotriz

La presente invención se refiere a una central de energía undimotriz de acuerdo con el preámbulo de la subsiguiente reivindicación 1.

En los últimos años se han realizado muchos intentos de desarrollar dispositivos para extraer energía de las olas. Los retos para tales dispositivos son muchos y pueden resumirse como sigue:

! Desarrollar un dispositivo que, una vez incluidos todos los costes (producción, mantenimiento y funcionamiento) , pueda producir energía a un precio competitivo. Esto significa que el dispositivo debe ser sencillo y barato.

! Conseguir una fiabilidad de funcionamiento suficiente. Las condiciones climatológicas muy variables en el mar 10 conducen a que el dispositivo esté sometido a muchos esfuerzos. El dispositivo debe ser capaz de soportar al menos una tormenta de 20 años sin que ocurra un daño importante.

! Poder suministrar energía con una regularidad considerable. Esto significa que el dispositivo debe ser capaz de suministrar energía tanto de olas pequeñas como grandes a lo largo de un amplio espectro de amplitudes y frecuencias.

Un principio de generación de energía undimotriz se conoce del documento EP 1295031. Este dispositivo utiliza dos cuerpos que están ajustados para moverse relativamente entre sí. En este caso, existe un cuerpo flotante central que está rodeado por un cuerpo flotante en forma de anillo. Cada uno de los cuerpos está conectado mediante un vástago a cuerpos sumergidos que están ajustados para atrapar parcialmente agua marina y parcialmente aire. Por lo tanto, los cuerpos sumergidos constituyen una masa virtual. Adaptando la masa virtual se pretende conseguir que los dos cuerpos flotantes oscilen en diferentes fases y por lo tanto se muevan relativamente entre sí.

Se ha demostrado que es difícil conseguir que los dos cuerpos oscilen en oposición de fase y por tanto suministren suficiente energía. La frecuencia de la ola varía en el tiempo y esto significa que los dos cuerpos oscilarán, en muchos casos, más o menos en la misma fase.

Para conseguir que los dos cuerpos oscilen en oposición de fase el cuerpo más grande debe ser al menos el doble de pesado que el más pequeño. Si de este modo se consigue que los dos cuerpos oscilen en oposición de fase, aun así no se podrá conseguir un mayor rendimiento energético del que es capaz de producir el menor de los cuerpos. Por lo tanto, el rendimiento energético está muy limitado en tal sistema en el que dos cuerpos oscilan de modo relativamente libre relativamente entre sí. Además, los dispositivos conocidos son muy complicados de fabricar, lo que incrementa el coste por kilovatio.

El documento ES 2193821 es un dispositivo de dos boyas, una boya central que está anclada en el lecho marino, y una boya en forma de anillo que flota y está conectada con la boya central mediante una transmisión remota.

La boya central está anclada al lecho marino para limitar sus movimientos. Los movimientos de la boya central son por lo tanto lentos en comparación con la boya de anillo. Esto significa que el flotador central se moverá parcialmente junto con la boya de anillo, y parcialmente en oposición de fase con la misma. Además, el movimiento de la boya central variará

con la variación de la marea. En marea baja, se moverá más con las olas que en marea alta. Cuanto más se mueva la boya central, menor será la eficiencia de la instalación energética. Además, con fuertes corrientes la boya es jalada lateralmente en relación a su punto de anclaje en el lecho marino. Por lo tanto, la boya central descansará algo ladeada en el agua, por lo que la boya de anillo lo hará igualmente. Además de que tal posición ladeada en el agua conduzca por sí misma a una eficiencia todavía más reducida, hará que aumente la fricción entre la boya de anillo y la boya central.

El hecho de que la boya central esté cerrada herméticamente frente a la entrada de agua significa que flotará como un corcho y se requerirán muy pocas fuerzas laterales antes de que el flotador central llegue a una posición considerablemente ladeada.

El documento US 5359229 describe una central energética undimotriz en la que se dispone un número de cuerpos flotantes para moverse sobre una barra. Además, a cada cuerpo se une un cable que se estira a través de un tambor que 45 está dispuesto en el lado superior de la barra de modo que puede girar. Un contrapeso se fija en el extremo opuesto del cable. Cuando el cuerpo se mueve hacia abajo a lo largo de la barra, el cable hará que el tambor gire. Cuando el cuerpo se mueve hacia arriba a lo largo de la barra el contrapeso tirará del tambor girándolo en la dirección opuesta. Una conexión de trinquete asegura que la rotación del tambor se transfiere a un árbol de accionamiento sólo cuando el tambor gira del primer modo.

Un sistema similar se muestra en el documento US 5424582. El documento US 1267733 muestra asimismo un sistema que está basado en muchos de los mismos principios.

La central energética undimotriz es muy complicada y comprende muchas piezas que, en alguna medida, deben moverse mucho relativamente entre sí. Como el tambor sólo transmite potencia al árbol de accionamiento cuando gira en una dirección, el suministro de potencia será muy variable. Para compensar esto la central energética undimotriz comprende muchos cuerpos flotantes, que se espera que se muevan desfasadamente. Esto contribuye además a complicar la central

energética. Asimismo se conoce situar un tambor ya sea en el lecho marino o en tierra, en el que un cable se enrolla por un extremo en el tambor, y por su otro extremo se conecta a un cuerpo flotante. Ejemplos de esto son los documentos GR1003391, SU1373856, US7045912, US4228360 y NO325878.

Las desventajas de situar el tambor en el lecho marino son que los cojinetes y componentes eléctricos deben ser encapsulados para evitar la entrada de agua, que el equipo está muy expuesto a la corrosión y contaminación, y que el

equipo será de difícil acceso y su inspección deberá ser hecha utilizando buceadores o vehículos teleguiados, que el equipo debe ser llevado a la superficie para muchos tipos de reparaciones y que existe una limitación acerca de dónde se puede situar la central energética en relación a las condiciones de fondo y profundidad.

Si el tambor se sitúa en la costa las desventajas serán principalmente que la central energética debe estar situada en la zona costera y por lo tanto existen oportunidades muy limitadas para su ubicación, ya que el cable que se extiende hasta el mar será un obstáculo para el tráfico de embarcaciones y el tráfico a lo largo de la zona costera. El cable, que se tendrá que extender necesariamente en un ángulo desde el mar, será asimismo muy susceptible de ser dañado tanto por el tráfico de embarcaciones como por restos flotantes. Además, una central energética en la zona costera supondrá fácilmente un conflicto con conservacionistas y amantes de la naturaleza.

El documento WO 2005/054668 describe una central energética undimotriz en la que una boya tiene dos tambores adaptados para enrollar un cable cada uno. Los cables se extienden hacia abajo desde los tambores hasta una placa de peso común. Se describe que el movimiento de la boya con relación a la placa de peso se transforma en energía eléctrica mediante un generador. Se describe un dispositivo de recuperación que incluye un resorte helicoidal que es capaz de almacenar energía durante la ascensión de la boya y liberar la energía almacenada cuando el cuerpo flotante desciende. Asimismo se establece que la transmisión continua de energía eléctrica está asegurada por “medios de tecnología electrónica de potencia”. Sin embargo, los medios para asegurar la transmisión continua no se describen.

De la descripción de esta referencia es evidente que el resorte del dispositivo de recuperación tiene como propósito enrollar el cable cuando la boya desciende. Sin embargo, es evidente asimismo que toda la energía en el resorte se utiliza para enrollar el cable. Esto significa que o bien la cantidad de energía almacenada debe ser igual a la cantidad de energía necesaria para enrollar el cable, o que la energía almacenada en exceso no se utilizará.

Además, la referencia describe tan sólo un dispositivo mecánico (resorte) para almacenar la energía eléctrica. Con un dispositivo mecánico para almacenar energía no es posible utilizar algo de la energía almacenada para suministro eléctrico. Por lo tanto no está claro cómo se puede asegurar la transmisión continua de energía eléctrica.

El documento US 3567953 muestra una central de energía mareomotriz que... [Seguir leyendo]

1. Una central de energía undimotriz que comprende un cuerpo flotante (1) que está ajustado para moverse bajo la influencia de olas, y un dispositivo de absorción de energía (2) , en donde el dispositivo de absorción de energía (2) incluye un tambor (10) que está adaptado para recibir un elemento de tracción alargado (3) , estando dispuesto dicho elemento de tracción (3) para girar el tambor (10) cuando el cuerpo flotante (1) se mueve como resultado del movimiento de las olas, estando montado el tambor (10) en el cuerpo flotante (1) y sigue su movimiento, y el elemento de tracción (3) en su extremo opuesto del tambor (10) está conectado con un punto fijo, tal como, por ejemplo, el fondo marino, estando acoplado mecánicamente el tambor (10) con un generador eléctrico (12) , estando acoplado asimismo el tambor con un resorte hidráulico o eléctrico (19) que comprende una máquina hidráulica o eléctrica para convertir el par del tambor (19) en presión hidráulica o corriente eléctrica y viceversa, y asimismo al menos un acumulador (21, 22) para almacenar presión hidráulica o energía eléctrica, estando dispuesto el resorte hidráulico o eléctrico (19) para tomar una parte del par del tambor (10) y transferir la energía al acumulador (20, 21) para su almacenamiento cuando el cuerpo flotante (1) se mueve en una primera dirección, y al menos una porción de esta energía almacenada se suministra al generador eléctrico (12) cuando el cuerpo flotante (1) se mueve en otra dirección, caracterizada porque el tambor (10) está conectado de modo giratorio con una masa oscilante que trabaja para suavizar el giro, siendo la masa oscilante una masa giratoria que está conectada con el tambor (10) mediante una transmisión, y porque la masa giratoria está adaptada para otorgar al cuerpo flotante (1) un desplazamiento de fase natural en relación con la ola, y porque un convertidor de frecuencia está conectado al generador eléctrico (12) para amplificar la inercia natural del sistema de modo que consiga un desplazamiento de fase adicional del giro en relación con los movimientos de la ola.

2. Central de energía undimotriz de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizada porque el cuerpo flotante (1) está equipado con un canal pasante (4) a través del cual se extiende el elemento de tracción (3) .

3. Central de energía undimotriz de acuerdo con la reivindicación 2, caracterizada porque el canal (4) está

rodeado por un tubo (7) que se extiende una cierta distancia por debajo del lado inferior del cuerpo flotante (1) , y 25 porque el extremo inferior del tubo (7) está equipado con un alivio de tensión (8) para el elemento de tracción (3) .