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

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

basado en el desplazamiento vertical de un contrapeso. El sistema se ubica en el interior de una carcasa, que actúa a modo de boya flotante, y es movida por la acción del oleaje. El contrapeso está unido por un cable de acero, enrollado en una tira-vira, a un peso muerto fondeado. El movimiento ascendente del contrapesase obtiene cuando la boya se eleva por efecto del oleaje. La energía potencial adquirida por el contrapeso al ascender se aprovecha durante su movimiento de descenso para generar preferentemente energía eléctrica.

Sistema mecánico para generación de energía, eléctrica a partir de energía undimotriz.

Sector de la técnica/Campo de aplicación de la invención 5

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. 10

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 15 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 mecánico para conseguir el ascenso de un contrapeso por efecto del oleaje. La 20 energía potencial acumulada durante el ascenso de dicho contrapeso se aprovecha durante el movimiento descendente del mismo para la generación de energía útil, normalmente energía eléctrica, mediante un generador.

Antecedentes de la invención 25

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 30 undimotriz. El origen de esta energía es que la fuerza del viento tiene la capacidad de generar olas en la superficie una masa de agua. Dichas olas pueden llegar a tener grandes dimensiones, tanto en el mar como en grandes lagos. 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 40 (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 45 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 5 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 a un 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.

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 15 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 cilíndrico conectado entre sí en sus extremos 20 para formar una estructura articulada similar a una cadena. Cada par de miembros cilíndricos adyacentes están conectados entre sí por medio de un miembro de acoplamiento, que permite un movimiento rotacional relativo de los miembros cilíndricos 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 25 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 30 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 35 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. 40

En la patente ES-2-340-655-A1 se describe un dispositivo para generador undimotriz que transforma un movimiento lineal de las olas sobre la superficie del agua en un movimiento de giro unidireccional.

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 mecánico de aprovechamiento de dicha energía con las características de funcionamiento descritas a continuación, la realización preferente de 50 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 5 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 obtiene mediante un generador eléctrico acoplado al eje de salida de una multiplicadora reversora. 10

El eje de entrada de la multiplicadora reversora rota gracias a que está unido a una tira-vira en la que se enrolla un cable de acero. Este cable de acero está lastrado por uno de sus extremos a un peso muerto fondeado, y por el otro a un contrapeso. Debido al movimiento del oleaje, la carcasa, envolvente, que actúa a modo de boya, asciende y 15 desciende alternativamente. Además, debido a que el cable de acero del sistema está unido por sus dos extremos a sendos pesos (peso muerto y lastre) la tira-vira en la que está enrollado gira de la manera descrita a continuación:

- durante el movimiento ascendente de la boya por el oleaje, el peso muerto permanece 20 lastrado al fondo, pero el contrapeso asciende, haciendo girar la tira-vira debido al cable enrollado en ella en un determinado sentido de giro. El contrapeso se ubica en el interior de la cámara estanca de la carcasa envolvente del sistema para eliminar las pérdidas por rozamiento hidrodinámico.

- durante el movimiento descendente de la boya por el oleaje, el peso muerto permanece lastrado al fondo, pero el contrapeso vuelve a descender, haciendo girar la tira-vira debido al cable enrollado en ella en el sentido de giro contrario al anterior.

Como se indicó anteriormente, el eje de giro de la tira-vira permite generar energía útil. 30 Preferentemente, la finalidad de este dispositivo es generar energía eléctrica, y para esto, el eje de giro de la tira-vira está acoplado al eje de entrada de una multiplicadora reversora cuyo eje de salida se acopla a un generador eléctrico. Para estabilizar el régimen...

1. Sistema mecánico para generación de energía eléctrica a partir de energía undimotriz caracterizado por comprender una carcasa que actúa a modo de boya o flotador y un generador eléctrico que comprende un sistema tipo tira-vira (5) en el que se enrolla un 5 cable (6) que tiene unido en sus extremos sendos pesos, un peso muerto (8) y un contrapeso (9) .

2. Sistema mecánico para generación de energía eléctrica a partir de energía undimotriz, según la reivindicación 1, caracterizado por poseer una multiplicadora reversora (4) 10 entre el motor eléctrico y el sistema tira-vira.

3. Sistema mecánico para generación de energía eléctrica a partir de energía undimotriz, según la reivindicaciones 1-2, caracterizado por poseer un sistema de rodillos guía (8) del cable/cadena (5) . 15

4. Sistema mecánico para generación de energía eléctrica a partir de energía undimotriz, según la reivindicaciones 1-3, caracterizado por el guiado del cable eléctrico (12) mediante un sistema tipo argolla (13) que lo une al cable (2) y lo guía hasta el fondo marino. 20