Sistema hidráulico para generación de energía eléctrica a partir de energía undimotriz.

Sistema hidráulico para, mediante el aprovechamiento de la energía procedente del movimiento de las olas (energía undimotriz),

la generación de energía eléctrica, basado en la compresión y expansión de un fluido, que puede ser hidráulico o neumático, mediante un pistón accionado por el movimiento de las olas. Dicho fluido alimenta, a través de un inversor hidráulico, un motor hidráulico (o neumático) acoplado a un generador eléctrico. El sistema se ubica en el interior de una boya flotante, movida por la acción del oleaje. El movimiento del pistón se obtiene debido a la acción combinada del oleaje y un cable tirante (o similar) tensado por un peso muerto, y un resorte mecánico (o un sistema de acumulación hidráulico o neumático que cumpla la misma función) que garantiza la tensión en dicho cable. El sistema cuenta con una cámara cilíndrica secundaria, independiente de la del cilindro generador o bien formando parte de éste, para la compensación de la variación de la posición de la boya debido a los efectos de la marea.

Sistema hidráulico para generación eléctrica a partir de energía undimotriz.

Sector de la técnica/Campo de aplicación de la invención

El sistema recogido en la presente invención tiene aplicación dentro del sector técnico de la industria dedicada a la investigación y desarrollo, fabricación y puesta en marcha de sistemas e instalaciones de producción de energía eléctrica mediante el uso de fuentes de energía renovable.

Objeto de la Invención

La presente invención, tal y como expresa el enunciado de la presente memoria descriptiva, se refiere a un sistema de, generación de energía eléctrica mediante el aprovechamiento de la energía procedente del movimiento de las olas (energía undimotriz).

Más en particular, el objeto de la presente invención se centra en la definición de un sistema para conseguir la compresión de un fluido (hidráulico preferentemente, aunque también puede ser neumático) mediante un cilindro-pistón generador, accionado debido al movimiento de las olas (energía undimotriz), y su aprovechamiento para la generación de energía eléctrica. El sistema cuenta además con un segundo cilindro compensador, o bien un espacio adicional que forma parte del cilindro generador, con el que se tiene compensa la variación del nivel medio del mar provocado por el efecto de las mareas.

Antecedentes de la invención

En el sector energético es cada vez más frecuente la búsqueda de sistemas de generación eléctrica a partir de fuentes renovables de energía. En relación a la presente patente, la energía renovable de partida para la producción de energía eléctrica, u otro tipo de energía útil y aprovechable, es la debida al movimiento de las olas, o energía undimotriz. Esta energía se produce debido a las olas que se generan en la superficie de una masa de agua (océanos, lagos,...) debido a, sobre todo, la acción de la fuerza del viento. Dichas olas pueden llegar a tener grandes dimensiones, tanto en el mar como en grandes lagos y este movimiento u oleaje se puede aprovechar para la generación de energía útil.

En la actualidad, existen diversos sistemas o dispositivos de aprovechamiento de la energía de las olas. Muchos de estos sistemas se basan en la siguiente metodología: conversión de la energía de las olas en el movimiento de un cuerpo o fluido mediante sistemas mecánicos, hidráulicos o neumáticos (conversión primaria) y una conversión de dicho movimiento del cuerpo o fluido en energía utilizable, generalmente energía eléctrica (conversión secundaria). Además, se conocen aparatos diseñados para convertir la energía de las olas en trabajo mecánico, el cual puede ser utilizado para bombear un fluido que a su vez puede ser utilizado, por ejemplo, para generar electricidad.

La patente ES-2-372-192-B1 comprende un conjunto de anclajes al lecho marino, junto con un mecanismo de bombeo y un mecanismo para accionar dicha bomba mediante un conjunto de boyas sometidas a la acción de las olas, y conectada al mecanismo de

accionamiento mediante una línea de tracción flexible. Un mecanismo similar se describe en la solicitud de patente internacional WO-A-0070218.

La patente WO 2012/025848 A1 describe un dispositivo para el aprovechamiento de la energía de las olas que comprende una carcasa envolvente, que se encuentra dividido en al menos dos cámaras, una de aire y otra con orificios de entrada y salida de agua. La cámara de aire dispone de un eje inferior unido a un cable fondeado, de forma que dicho eje gira cuando la carcasa envolvente del sistema asciende y desciende debido al movimiento de las olas, ya que dicha carcasa es estanca y actúa a modo de boya o flotador. El giro obtenido en dicho eje, se trasmite aun eje secundario del que cuelga un peso de gran tonelaje. La energía potencial adquirida en la subida del contrapeso se aprovecha para la generación de energía eléctrica durante su bajada. En este dispositivo, la energía undimotriz se aprovecha para elevar un peso mediante un sistema de ejes y rodillos, pero no para accionar un mecanismo cilindro-pistón como se describe en la presente Invención.

La patente ES-2-354-097-B1 se refiere a otro sistema de extracción de energía undimotriz mediante el movimiento angular de flotadores que se desplazan respecto de una estructura central gracias al movimiento de las olas. El movimiento angular relativo entre los pétalos y la estructura central se transmite por medio de un acoplamiento mecánico a un sistema de generación de energía eléctrica contenido en dicha estructura central. En el documento US 6.476.511 se da a conocer un aparato que flota libremente en la superficie del mar y está anclado al fondo del mar. Dicho aparato consta de una pluralidad de miembros flotantes de cuerpo cilindrico conectado entre sí en sus extremos para formar una estructura articulada similar a una cadena. Cada par de miembros cilindricos adyacentes están conectados entre sí por medio de un miembro de acoplamiento, que permite un movimiento rotacional relativo de los miembros cilindricos en torno a un eje transversal. Cada miembro de acoplamiento está dotado de elementos, tales como un conjunto de pistones hidráulicos, que resisten y extraen energía del movimiento rotacional relativo de los miembros del cuerpo. En el documento US 4.453.894 se describe un aparato, también anclado al fondo, en el que el movimiento del flotador en la superficie del mar provoca el desplazamiento de un fluido hidráulico en un sistema hidráulico que comprende dispositivos que interconectan el o los flotadores de superficie y el miembro de referencia, extrayendo energía útil del sistema hidráulico. En otros dispositivos, la energía de olas en movimiento es transmitida a los brazos soportados por una estructura de soporte que tiene uno o más flotadores que las olas hacen que se muevan, tales como los recogidos en el documento US 4.013.382, o a un sistema mecánico de árboles que, por medio de un sistema de transmisión mecánica, accionan uno o más generadores eléctricos para la producción de electricidad, como en el sistema del documento WO 01/9644. En el documento WO 89/07197 se da a conocer otro sistema que sigue la misma técnica que la anterior.

En cada una de estas invenciones descritas, se necesita la acción de diversos flotadores para accionar el sistema generador, a diferencia de lo descrito en esta invención en el que la acción de la propia carcasa del sistema, actuando a modo de boya flotante, junto con el peso muerto o lastre, acciona el mecanismo cilindro-pistón, tal y como se describe en el presente documento.

Según se ha descrito, existen diversos sistemas de aprovechamiento de la energía undimotriz, cada uno con una definición concreta de transformación de la energía del oleaje en otro tipo de energía, habitualmente energía eléctrica. Sin embargo, en esta

invención se describe un sistema hidráulico de aprovechamiento de dicha energía con las características de funcionamiento descritas a continuación, la realización preferente de invención y las reivindicaciones señaladas en el presente documento.

Explicación de la Invención

El sistema que se describe en la presente invención aprovecha la energía generada durante el movimiento de las olas (undimotriz) para la generación de energía eléctrica. Para ello, el sistema cuenta con una carcasa envolvente que actúa como elemento estructural para el alojamiento de todos los dispositivos necesarios del sistema. Dicha carcasa envolvente está parcialmente sumergida, actuando a modo de boya o flotador, que se desplaza por efecto del oleaje y las mareas.

La energía eléctrica se produce mediante un generador acoplado a un motor hidráulico. El motor hidráulico está alimentado por un fluido hidráulico que se comprime previamente en un conjunto pistón-cilindro generador. El movimiento del pistón generador, aprovechando la energía de las olas (undimotriz) se produce según se describe a continuación:

- el pistón del cilindro generador está unido a un peso muerto, mediante un cable tensionado (o similar) que le obliga a desplazarse descendentemente durante el movimiento ascendente de la carcasa producido por el oleaje.

- durante el movimiento descendente de la carcasa, el pistón del cilindro generador se desplaza ascendentemente gradas al efecto de un resorte preferentemente de tipo mecánico, que puede ser suplido por un sistema hidráulico o neumático de acumulación, asegurando además que el cable unido al peso muerto se mantiene tensionado. El sistema acumulador está formado por al menos un depósito de acumulación de fluido hidráulico a presión, que se comprime y expande alternativamente durante el del cilindro generador.

El sistema cuenta además con una segunda cámara...

1. Sistema hidráulico de energía eléctrica a partir de energía undimotriz caracterizado por comprender una carcasa que actúa a modo de boya o flotador y un cilindro-pistón generador que comprime un fluido hidráulico que comprende un resorte mecánico (9), en el interior cilindro generador (2), que produce el movimiento ascendente del pistón generador (3) manteniendo tensionado el cable/cadena (5).

2. Sistema hidráulico de energía eléctrica a partir de energía undimotriz, según la reivindicación 1, caracterizado por utilizar un inversor hidráulico (12b) acoplado al motor hidráulico (12).

3. Sistema hidráulico de energía eléctrica a partir de energía undimotriz, según

reivindicaciones 1-2, caracterizado por comprender además una cámara de aire secundaria de compensación de mareas (17) independiente del sistema cilindro-pistón generador, o bien, formando parte de éste.

4. Sistema hidráulico de energía eléctrica a partir de energía undimotriz, según la reivindicaciones 1-3, caracterizado por poseer un sistema de rodillos guía (8) del cable/cadena (5).

5. Sistema hidráulico de energía eléctrica a partir de energía undimotriz, según

reivindicaciones 1-4, caracterizado por el guiado del cable eléctrico (15) mediante un sistema tipo argolla (16) que lo une al cable/cadena (5) y lo guía hasta el fondo marino.

6. Sistema hidráulico de energía eléctrica a partir de energía undimotriz, según

reivindicaciones 1-5, caracterizado por utilizar un subsistema hidráulico o neumático, en vez un resorte mecánico (9), que cumpla su misma función, constituido por un sistema auxiliar de acumulación de fluido a presión.