Sistema de generación de energía undimotriz integrado en un cajón.

Sistema de generación de energía undimotriz integrado en un cajón,

que puede utilizarse como dique vertical en un puerto. El cajón de hormigón compuesto por celdas rectangulares o circulares alberga en su parte inferior un depósito que será vaciado y llenado alternativamente mediante un grupo reversible de turbinas y bombas. Existen diferentes sistemas actuales que podrían hacer el trabajo de vaciado del depósito como por ejemplo los sistemas de boyas, pero está invención define un nuevo sistema que cuenta con un molino movido por las olas situado en la parte superior del cajón, así como una transmisión hidrostática encargada de trasladar la energía de rotación del molino a las bombas situadas en la parte inferior del cajón junto al depósito.

Sistema de generación de energía undimotriz integrado en un cajón

SECTOR DE LA TECNICA

La invención se encuadra en el sector técnico de sistemas de generación de energía renovables, más concretamente en el relativo a los sistemas fijos de generación de energía undimotriz.

ESTADO DE LA TECNICA

Existen multitud de sistemas de conversión de energía undimotriz que tratan y han tratado de convertir en energía eléctrica la fuerza de las olas y todos ellos se pueden dividir en dos grupos: fijos y flotantes.

Los dispositivos fijos son los instalados a lo largo de la línea costera (en la rompiente de la ola) o fijados al lecho marino en aguas poco profundas: Oscillating Water Column, Tapered Channel Wave Power Device, WAVE ROLLER, Sistema SDE, Sistema CETO, Sistema SSG Wave Energy y ORECON (columna de agua oscilante con cámara de multiresonancia).

Los dispositivos flotantes son los instalados a una cierta distancia de la línea costera, pueden ser flotantes sin ningún tipo de anclaje o pueden estar sujetos al lecho marino mediante cables en aguas con cierta profundidad: Pelamis, Salter Duck, Wave Dragón, Archimedes Wave Swing, Power Buoy y Searaser.

En cuanto al problema técnico que se plantea los actuales sistemas de generación de energía undimotriz son incapaces de producir energía de manera continua, dado que la energía de las olas incide en un campo aleatorio de velocidades, es decir, discontinua y variable porque el periodo va cambiando de una a otra, dificultando así que la energía transformada sea apta para su conexión a la red. Sería por lo tanto deseable conseguir un sistema capaz de producir energía de forma continua y regular que facilite su incorporación a la red.

Para ello la presente invención se centra en aprovechar la energía de las olas únicamente para vaciar el depósito situado en la parte inferior del cajón sin importar que dicho vaciado se realice de forma variable y discontinua, ya que la generación de energía

eléctrica real se conseguirá mediante el llenado del mencionado depósito turbinando el agua del mar, y logrando producir energía de forma continua y regular. Además, al tratarse de un sistema fijo situado dentro de un cajón vertical, se dota al conjunto de la máxima seguridad frente a las inclemencias del tiempo y se facilita el mantenimiento del equipo.

DESCRIPCION DETALLADA DE LA INVENCION

La presente invención se refiere a un nuevo tipo de cajón de hormigón empleado en la construcción de diques verticales y a un nuevo sistema de generación de energía undimotriz.

El nuevo cajón de hormigón armado construido con celdas rectangulares o circulares tiene la novedad de incluir en su parte inferior una cámara de varios metros de altura y que sustenta la parte superior del cajón mediante columnas de hormigón armado. Dicha cámara sirve como depósito capaz de llenarse de agua de mar turbinándola para generar energía eléctrica, para después vaciarse bombeando el agua del depósito para devolverla de nuevo al mar. Este ciclo de vaciado y llenado se puede realizar de manera simultánea si contamos con varios grupos reversibles, ya que mientras unos turbinan los otros bombean manteniendo de esta forma el nivel del agua estable en el interior del depósito.

Los grupos reversibles son capaces de trabajar como turbinas hidráulicas o como bombas hidráulicas. Para mover las bombas hidráulicas utilizamos el nuevo sistema compuesto por un molino situado en la parte superior del cajón que gira gracias a la fuerza de las olas y una transmisión hidrostática que traslada y multiplica el giro del molino hasta las bombas situadas en la parte inferior del cajón.

DESCRIPCION DE UN EJEMPLO DE REALIZACION

La presente invención se ilustra mediante el siguiente ejemplo, el cual no pretende ser limitativo de su alcance.

Se construye el cajón de hormigón armado siguiendo los siguientes pasos:

Se coloca en el puerto a resguardo de los oleajes un cajonero con el que se construye el cajón con celdas cuadradas.

Se comenzará por la solera de hormigón armado y las zapatas. Después mediante un encofrado deslizante se irán construyendo las paredes exteriores del cajón.

En la parte inferior del cajón tras la ejecución de la solera se deja espacio libre para las conducciones, las obras de toma y el depósito, y se ejecutan las columnas que sirven de sustento a toda la parte superior del cajón.

En esta misma parte de abajo, un muro separa la zona del depósito de la casa de 5 maquinas que está en la parte posterior del cajón. La casa de máquinas por tanto se construye en el cajonero utilizando como paredes los muros que dan forma al cajón.

Tras la finalización del depósito de 5 m. de altura se procede al armado de la losa a partir de la cual se construye el resto de las paredes exteriores del cajón así como sus celdas. Finalmente se rellenarán las celdas con material procedente del dragado y se coloca 10 sobre ellas una losa de coronación.

Las instalaciones de la casa de máquinas se dividen en:

Conducciones y piezas especiales

- Tubería helicoidal de acero de 1,200 mm. de diámetro.

- Válvula de mariposa de acero de 1,200 mm. de diámetro.

- Válvula esférica de acero de 1,200 mm. de diámetro.

Instalación de equipos electromecánicos

- Modulo de ventilación

- Puente grúa birrail.

- Grupo reversible de turbina-bomba

- Generador asincrono trifásico

- Grupo oleohidráulico de mando de la turbina.

Instalación de equipos eléctricos y automatismos

- Instalación eléctrica de la SET de 15/6 kV.

Cuarto de control y maniobra

- Cuadro de control.

- Programación del cuadro de control.

La construcción de la superestructura se divide en:

Construcción de las losas y el relleno entre la casa de máquinas y la subestación.

Construcción de la boca del cajón y de las paredes que sirven de soporte para el molino así como un muro colocado tras él. Estas paredes sostienen a su vez a la losa de protección y en ellas se deja un área que sirve de espacio para las galerías de acceso hasta el eje del molino.

Colocación del molino de 8 aspas y 7 metros de diámetro, la transmisión hidrostática que multiplica las revoluciones a las que gira el molino y traslada la fuerza de las olas hasta las bombas situadas en la parte inferior del cajón y la losa de protección que resguarda del oleaje fuerte el molino.

Una vez colocados, se procede a la apertura de la boca en la parte frontal del cajón mediante la demolición del muro provisional,

Finalmente se construye la viga cantil y se coloca el bolardo. DESCRIPCION DE LA FIGURA

El sistema de generación de energía undimotriz, está integrado en un cajón de hormigón armado (1) aligerado con celdas (2) rellenas de material procedente del dragado. En la parte inferior del cajón se encuentran las zapatas (3), la solera (4) y una primera cámara que sirve como depósito de agua (5) y sustenta la parte superior del cajón con columnas de hormigón armado (6). Una losa de hormigón armado (7) separa el depósito de las celdas.

En la segunda cámara situada junto al depósito (5) y separada de éste por un muro, se encuentra la casa de máquinas (8), en cuyo interior se hallan le» siguientes sistemas:

- Generador (9)

- Transmisión hidrostática (10)

- Puente grúa (11)

- Válvula esférica (12)

- Válvula de mariposa motorizada (13)

- Grupo reversible (14)

En los extremos de la conducción que une el depósito con el mar (15) se encuentran una toma de depósito (16) y un bloque de toma (17) situado en el exterior del cajón con una rejilla (18) en su interior.

Encima de la casa de máquinas (8) se sitúa un relleno granular (19) que la separa de la subestación (20). Por encima de la subestación se colocan la subbase, la base y el

hormigón para pavimentos (21), así como un muro de protección (22) para evitar caídas y salpicaduras de agua.

En la parte superior del cajón se encuentran la rampa inferior (23) y la losa de protección (24) inclinadas para recibir y redirigir las olas hacia el molino (25). El espaldón 5 del cajón (26) se sitúa en los dos extremos del cajón y sirve como sujeción de la losa de protección y del molino.

APLICACION INDUSTRIAL

La aplicación industrial de la presente invención será su implantación en los diques verticales de los puertos ya que estos se encuentran orientados perpendicularmente a la 10 dirección del oleaje de forma que el sistema podrá aprovechar convenientemente la fuerza de las olas.

Ésta no sería la...

1. Sistema de generación de energía undimotriz integrado en un cajón, que puede utilizarse como dique vertical en un puerto o dique sumergido, formado por un cuerpo de hormigón annado (1) aligerado con celdas (2) caracterizado porque presenta:

- Una cámara en el interior del cajón que es un depósito de agua (5).

2. Sistema de generación de energía undimotriz integrado en un cajón según reivindicación 1 en el que el depósito de agua (5) está conectado mediante conducciones con otro u otros depósitos de los cajones contiguos.

3. Sistema de generación de energía undimotriz integrado en un cajón según reivindicaciones 1 y 2 caracterizado porque presenta medios de bombeo del agua que posibilitan la salida de la misma del depósito al mar.

4. Sistema de generación de energía undimotriz integrado en un cajón según reivindicación 1 caracterizado porque presenta:

- Una segunda cámara en el interior del cajón contigua a la del depósito de agua (5) que es una casa de máquinas (8) donde se encuentra al menos un sistema de turbina hidráulica unida a un alternador que se accionan con la entrada de agua al depósito.

- Medios de conducción que unen el depósito con el mar (15) pasando por las turbinas que están en la cámara de la casa de máquinas y en cuyos extremos se encuentran una toma de depósito (16) y un bloque de toma (17) situado en el exterior del cajón con una rejilla (18) en su interior.

- Medios de bombeo del agua que posibilitan la salida de la misma del depósito al mar.

5. Sistema de generación de energía undimotriz integrado en un cajón según reivindicaciones 2 o 3 caracterizado porque presenta:

- Una segunda cámara en el interior del cajón contigua a la del depósito de agua (5) que es una casa de máquinas (8) donde se encuentra al menos un sistema de turbina hidráulica unida a un alternador que se accionan con la entrada de agua al depósito.

- Medios de conducción que unen el depósito con el mar (15) pasando por las turbinas que están en la cámara de la casa de máquinas y en cuyos extremos se encuentran una toma de depósito (16) y un bloque de toma (17) situado en el exterior del cajón con una rejilla (18) en su interior.

6. Sistema de generación de energía undimoiriz integrado en un cajón según

reivindicaciones 3 o 4 o 5 en el que el medio de bombeo del agua consiste en un

molino (25) que gira gracias a la energía de las olas localizado en la parte superior del cajón y cuya fuerza es trasladada mediante una transmisión hidrostática (10) hasta una o

más bombas situadas en la cámara de la casa de máquinas.

7. Sistema de generación de energía undimotriz integrado en un cajón según

reivindicación 6 en el que las bombas situadas en la cámara de la casa de máquinas son un grupo reversible (14) turbina-bomba.

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8. Sistema de generación de energía undimotriz integrado en un cajón según

reivindicaciones 6 o 7 en el que el espaldón del cajón (26) sujeta la losa de protección (24) formando un puente entre los dos extremos del mencionado espaldón para proteger y sustentar el molino (25).