BR102015019118A2 - sistemas e métodos para transporte e manutenção de um sistema de geração de energia de corrente de água - Google Patents

Abstract

resumo patente de invenção: "sistemas e métodos para transporte e manutenção de um sistema de geração de energia de corrente de água". a presente invenção refere-se a um sistema de geração de energia de corrente de água, o qual inclui, pelo menos, uma ou mais câmaras de flutuação submersas; uma ou mais unidades de geração de energia do tipo de indução submersas dispostas em comunicação com uma ou mais câmaras de flutuação submersas; um ou mais propulsores dispostos em comunicação com uma ou mais unidades de geração de energia do tipo de indução submersas; um ou mais membros de armação do corpo dispostos em comunicação com uma ou mais unidades de geração de energia do tipo de indução submersas; e um ou mais meios de rotação do propulsor dispostos em comunicação com um ou mais membros de armação do corpo. uma variedade de estruturas adicionais úteis em conjunto, individualmente ou em várias combinações com o sistema divulgado, também é divulgada. os métodos de transportar e de manter o sistema, ou os componentes e os subsistemas individuais do mesmo, também são divulgados.

Description

Relatório Descritivo da Patente de Invenção para "SISTEMAS E MÉTODOS PARA TRANSPORTE E MANUTENÇÃO DE UM SISTEMA DE GERAÇÃO DE ENERGIA DE CORRENTE DE ÁGUA".

CAMPO

[001] A presente invenção refere-se, de modo geral, a sistemas de geração de potência de energia renovável e, em modalidades particulares, embora não limitadoras, a métodos detalhados e a meios para transportar e manter um sistema de geração de energia de corrente de água.

[002] Além das modalidades ilustrativas apresentadas nesta descrição, muitos dos sistemas e dos subsistemas descritos e reivindicados na presente invenção, são individualmente apropriados para sistemas que usam sistemas de impulsão geradores convencionais e outros meios de criação de energia.

ANTECEDENTES

[003] Com o custo crescente de combustíveis fosseis e o aumento da demanda de energia nas economias e nas indústrias do mundo, métodos diferentes e mais eficientes para o desenvolvimento de fontes de energia estão sendo buscados constantemente. São de interesse particular as fontes de energia alternativa renováveis, tais como sistemas de energia solar, fazendas de torres eólicas, geradores de energia de maré, geradores de ondas e sistemas que derivam a energia de hidrogênio sequestrado.

[004] No entanto, tais fontes de energia ainda não conseguem distribuir energia contínua a uma área ampla em uma escala comercial. Além disso, algumas tecnologias propostas, tais como os sistemas alimentados por hidrogênio, que envolvem o refino da água do mar, consomem, atualmente, mais energia no processo de conversão do que aquela obtida no final do processo.

[005] Outras fontes, tais como o hidrogênio derivado do metano, produzem quantidades iguais ou maiores de emissões de combustível fóssil do que as tecnologias à base de hidrocarboneto convencionais que se destinam a substituir; e outras ainda, tais como sistemas à base de energia solar e eólica, requerem uma exposição consistente à luz solar ou ao vento, tal que a eficácia comercial está atualmente limitada.

[006] Um sistema de energia alternativo proposto envolve aproveitar a energia hídrica derivada das correntes de água que se movem rapidamente, por exemplo, as correntes que têm velocidades de fluxo de pico de 2 m/s ou mais.

[007] Na prática, no entanto, os dispositivos de geração de energia subaquática existentes provaram ser inadequados, mesmo onde instalados em locais onde as velocidades da corrente são consistentemente muito rápidas. Isto é devido, pelo menos em parte, a uma falta de meios eficientes para gerar a energia, e uma ausência prévia de sistemas apropriados de transformação de energia necessários para compensar as incompatibilidades entre os sistemas de geração de energia subaquática e as estações de retransmissão de energia em terra ou conduzida pela água.

[008] Os desenhos de propulsores e mecanismos de geração de energia conduzida pela água existentes também provaram, em geral, ser inadequados, deixando de propiciar a geração adequada de energia ou a estabilidade suficiente contra as correntes máximas ou velozes.

[009] Para capturar uma quantidade significativa de energia ciné-tica das correntes do oceano que fluem, a área afetada deve ser expansiva. Em consequência disto, os desenhos de propulsores marinhos prévios empregavam estruturas proibitivamente grandes, pesadas e caras feitas de metal pesado e tecnologias de metais compósi-tos. Além disso, tais propulsores marinhos geram problemas de cavi- tação, que originam das pontas das pás dos propulsores que movem a água circundante.

[0010] Outro problema significativo tem sido as questões ambientais associadas com a obtenção de energia das correntes de água sem prejudicar a vida aquática circunvizinha, tais como recifes, folhagem marinha, cardumes de peixe, etc.

[0011] Portanto, há uma necessidade importante, porém ainda não satisfeita, quanto a um sistema de geração de energia de corrente de água e aos subsistemas acompanhantes que superem os problemas que existem atualmente no estado da técnica, e que gerem e transfiram, de modo compatível, uma quantidade significativa de energia a uma estação de retransmissão, de uma maneira segura, confiável e ambientalmente amigável. Também são requeridas configurações, em nível de campo, seguras e eficientes; sistemas de amarração confiáveis e repetíveis; e métodos e meios para instalar e manter tais sistemas.

SUMÁRIO

[0012] Em uma modalidade exemplificadora, um sistema de geração de energia de corrente de água compreende: uma ou mais câmaras de flutuação submersas; uma ou mais unidades de geração de energia do tipo de indução submersas dispostas em comunicação com uma ou mais ditas câmaras de flutuação submersas; um ou mais propulsores dispostos em comunicação com uma ou mais ditas unidades de geração de energia do tipo de indução submersas; um ou mais membros de armação do corpo dispostos em comunicação com uma ou mais ditas unidades de geração de energia do tipo de indução submersas; e um ou mais meios de rotação de propulsores dispostos em comunicação com um ou mais ditos membros de armação do corpo.

[0013] Outra modalidade exemplificadora compreende um sistema de geração de energia de corrente de água em que o dito sistema de geração de energia de corrente de água é submergido, pelo menos parcialmente, dentro de um corpo de água, e uma ou mais ditas unidades de geração de energia do tipo de indução submersas e um ou mais ditos propulsores são girados por um ou mais ditos meios de rotação de propulsores, de maneira tal que um ou mais ditos propulsores são girados acima e, mais ou menos paralelos à superfície da onda da água, durante a manutenção do sistema de geração de energia de corrente de água.

[0014] Outra modalidade exemplificadora compreende um sistema de geração de energia de corrente de água, em que o dito sistema de geração de energia de corrente de água é submergido, pelo menos parcialmente, dentro de um corpo de água e uma ou mais ditas unidades de geração de energia do tipo de indução submersas e um ou mais ditos propulsores são girados por um ou mais ditos meios de rotação de propulsores, de maneira tal que um ou mais ditos propulsores são girados acima e mais ou menos paralelos à superfície da onda da água, durante o transporte ou a relocação do sistema de geração de energia de corrente de água.

[0015] Outra modalidade exemplificadora compreende um sistema de geração de energia de corrente de água em que o dito sistema de geração de energia de corrente de água é submergido dentro de um corpo de água entre o corpo da superfície do leito da água e a superfície da onda da água, e um ou mais ditos meios de rotação de propulsores são dispostos de maneira tal que um ou mais ditos propulsores são orientados mais ou menos perpendiculares à dita superfície da onda da água durante as operações de geração de energia.

[0016] Outra modalidade exemplificadora compreende um sistema de geração de energia de corrente de água em que um ou mais ditos meios de rotação de propulsores também compreendem um ou mais eixos rotativos.

[0017] Outra modalidade exemplificadora compreende um sistema de geração de energia de corrente de água, em que um ou mais meios de rotação de propulsores também compreendem um ou mais mecanismos de travamento.

[0018] Outra modalidade exemplificadora compreende um sistema de geração de energia de corrente de água, em que o dito sistema de geração de energia de corrente de água também compreende: uma ou mais câmaras de flutuação submersas, em que uma ou mais das ditas câmaras de flutuação submersas também compreendem uma ou mais câmaras de isolamento de fluido flutuantes, e em que uma ou mais das ditas câmaras de isolamento de fluido flutuantes também compreendem um ou mais de um fluido flutuante dispostos nas mesmas; uma válvula de entrada de fluido flutuante; uma válvula de saída de fluido flutuante; e um meio de controle de fluido flutuante.

[0019] Outra modalidade exemplificadora compreende um método para manter um sistema de geração de energia de corrente de água atual, pelo menos parcialmente, submerso, em que o dito método compreende: a disposição de uma ou mais unidades de geração de energia do tipo de indução submersas em comunicação com um ou mais propulsores; a disposição de uma ou mais armações rotativas em comunicação com uma ou mais ditas unidades de geração de energia do tipo de indução submersas; a elevação de uma ou mais ditas unidades de geração de energia do tipo de indução submersas, de modo que um ou mais ditos propulsores são içados para fora da água; e a rotação de uma ou mais armações rotativas, de modo que um ou mais ditos propulsores são dispostos acima e mais ou menos paralelos à superfície da água.

[0020] Outra modalidade exemplificadora compreende um método para manter um sistema de geração de energia de corrente de água, pelo menos, parcialmente submerso, que também compreende a disposição de uma ou mais ditas armações rotativas em comunicação com um eixo de rotação.

[0021] Outra modalidade exemplificadora compreende um método para manter um sistema de geração de energia de corrente de água, pelo menos parcialmente, submerso, que também compreende a disposição de uma ou mais ditas armações rotativas em comunicação com um eixo de rotação de travamento.

[0022] Outra modalidade exemplificadora compreende um método para manter um sistema de geração de energia de corrente de água, pelo menos, parcialmente submerso, em que a dita etapa de rotação também compreende o controle da dita rotação ao usar um sistema de controle lógico disposto em comunicação com um meio pneumático de controle da rotação.

[0023] Outra modalidade exemplificadora compreende um método para manter um sistema de geração de energia de corrente de água, pelo menos, parcialmente submerso, em que a dita etapa de rotação também compreende o controle da dita rotação ao usar um sistema de controle lógico disposto em comunicação com um meio hidráulico de controle da rotação.

[0024] Outra modalidade exemplificadora compreende um método para transportar um sistema de geração de energia de corrente de água, pelo menos, parcialmente submerso, em que o dito método compreende: a disposição de uma ou mais unidades de geração de energia do tipo de indução submersas em comunicação com um ou mais propulsores; a disposição de uma ou mais armações rotativas em comunicação com uma ou mais ditas unidades de geração de energia do tipo de indução submersas; o içamento de uma ou mais ditas unidades de geração de energia do tipo de indução submersas, de modo que um ou mais ditos propulsores são içados para fora da água; e a rotação de uma ou mais ditas armações rotativas, de modo que um ou mais ditos propulsores são dispostos acima e mais ou menos paralelos à superfície da água.

[0025] Outra modalidade exemplificadora compreende um método para transportar um sistema de geração de energia de corrente de água, pelo menos, parcialmente submerso, que também compreende a disposição de uma ou mais ditas armações rotativas em comunicação com um eixo de rotação.

[0026] Outra modalidade exemplificadora compreende um método para transportar um sistema de geração de energia de corrente de água, pelo menos, parcialmente submerso, que também compreende a disposição de uma ou mais ditas armações rotativas em comunicação com um eixo de rotação de travamento.

[0027] Outra modalidade exemplificadora compreende um método para transportar um sistema de geração de energia de corrente de água, pelo menos, parcialmente submerso, em que a dita etapa de rotação também compreende o controle da dita rotação ao usar um sistema de controle lógico disposto em comunicação com os meios pneumáticos de um controle da rotação.

[0028] Outra modalidade exemplificadora compreende um método para transportar um sistema de geração de energia de corrente de água, pelo menos, parcialmente submerso, em que a dita etapa de rotação também compreende o controle da dita rotação ao usar um sistema de controle lógico disposto em comunicação com um meio hidráulico de controle da rotação.

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS

[0029] As modalidades divulgadas na presente invenção, serão mais bem compreendidas, e numerosos objetos, características e vantagens tornar-se-ão aparentes aos elementos versados na técnica, mediante referência aos desenhos anexos.

[0030] A Figura 1 é uma vista lateral de um sistema de geração de energia de corrente de água, de acordo com uma modalidade exempli-ficadora da invenção.

[0031] A Figura 2 é uma vista anterior de um sistema de geração de energia de corrente de água, de acordo com uma segunda modalidade exemplificadora da invenção.

[0032] A Figura 3 é uma vista de planta de um tubo de lastro, que tem uma pluralidade de câmaras de isolamento do tipo labirinto, de acordo com uma terceira modalidade da invenção.

[0033] A Figura 4A é uma vista superior de um sistema de geração de energia de corrente de água, de acordo com uma quarta modalidade exemplificadora da invenção.

[0034] A Figura 4B é uma vista superior da modalidade exemplificadora, mostrada na figura 4A, também incluindo um sistema de ancoragem de corda associado.

[0035] A Figura 5 é uma vista anterior de uma modalidade do sistema propulsor exemplificador, apropriado para o uso em relação a um sistema de geração de energia submerso ou conduzido pela água.

[0036] A Figura 6 é uma vista em perspectiva da modalidade do sistema propulsor exemplificador, mostrado na Figura 5, com uma porção detalhada do sistema isolada para perspectiva adicional.

[0037] A Figura 7 é uma vista de isolamento de uma porção da modalidade do sistema propulsor exemplificador, mostrado nas Figuras 5 e 6.

[0038] A Figura 8 é uma vista lateral de um sistema de geração de energia de corrente de água exemplificador, que também compreende uma disposição de propulsores montados em uma draga.

[0039] A Figura 9 é uma vista posterior do sistema de geração de energia de corrente de água exemplificador, mostrado na Figura 8, o qual compreende um número par de propulsores que facilitam o deslo- camento das forças de rotação em uma disposição montada em uma draga.

[0040] A Figura 10 é uma vista esquemática de uma fazenda de geração de energia de corrente de água exemplificadora, que compreende uma pluralidade de sistemas de geração de energia ligados.

[0041] A Figura 11 é uma vista esquemática de um sistema de geração de energia de corrente de água permanentemente amarrado, em que não é usado nenhum patim ou longarina de flutuação.

[0042] A Figura 12 é uma vista lateral de um sistema de geração de energia de desenho de aleta de quatro unidades exemplificador, o qual compreende uma pluralidade de suspensores aerodinâmicos do gerador e uma pluralidade de propulsores associados, dispostos em uma posição operacional.

[0043] A Figura 13 é uma vista anterior de uma geração de energia de desenho de aleta de quatro unidades exemplificador, o qual compreende uma pluralidade de propulsores dispostos em uma posição operacional apropriada para a geração de energia.

[0044] A Figura 14 é uma vista lateral de um sistema de geração de energia de desenho de aleta de quatro unidades exemplificador, o qual compreende uma pluralidade de suspensores aerodinâmicos do gerador e uma pluralidade de propulsores associados, dispostos em uma posição encadeada apropriada para a instalação ou a manutenção.

[0045] A Figura 15 é uma vista superior da Figura 14, que compreende uma geração de energia de desenho de aleta de quatro unidades, em que os propulsores são dispostos em uma posição encadeada apropriada para a instalação ou a manutenção.

DESCRIÇÃO DETALHADA DE VÁRIAS MODALIDADES EXEMPLIFICADO RAS

[0046] A descrição a seguir inclui uma série de desenhos do sis- tema exemplificadores e métodos de uso do mesmo, que incorporam e facilitam vantagens ilustrativas numerosas do objeto presentemente inventivo. No entanto, deve ser compreendido pelos elementos versados na técnica que as várias modalidades descritas na presente invenção podem admitir a prática sem um ou mais dos detalhes técnicos específicos associados com as mesmas. Em outros exemplos, equipamentos de geração de energia subaquáticos, protocolos, estruturas e técnicas bem conhecidos não foram descritos ou mostrados em detalhes a fim de evitar a ofuscação da invenção.

[0047] A Figura 1 mostra uma primeira modalidade exemplificado-ra de um sistema de geração de energia de corrente de água 101. Em sua forma mais simples, o sistema compreende um ou mais de um tubo de flutuação 102, um tubo de lastro 103 e uma unidade de geração de energia do tipo de indução 104, equipada com um propulsor impelido por eixo 105.

[0048] Embora a Figura 1 mostre somente um único tubo de flutuação 102, a unidade de lastro 103 e o componente 104 do gerador, sistemas maiores que compreendem uma pluralidade de toda e qualquer uma de tais estruturas também são contemplados. Em todo o caso, os elementos versados nas técnicas pertinentes irão apreciar de pronto que a presente descrição de um sistema limitado com elementos singulares é meramente ilustrativa, e não se presta a limitar o âmbito do objeto com respeito aos membros plurais de qualquer um dos elementos divulgados na presente invenção.

[0049] Em uma modalidade exemplifícadora, uma unidade de geração de energia 104 (por exemplo, uma unidade de geração de energia do tipo de indução) produz energia elétrica, que pode ser emitida com ou sem transformação, como uma corrente alternada (C.A.) ou uma corrente contínua (C.C.) a uma estação de retransmissão associada ou outros meios para facilitar a transferência de energia em alto mar a uma grade de energia vizinha ou algo do gênero.

[0050] De modo geral, os geradores do tipo de indução assíncro-nos são mecânica e eletricamente mais simples do que outros tipos de geradores síncronos de energia elétrica ou geradores de corrente contínua (C.C.). Por exemplo, um motor de indução se converte em um gerador de emissão de energia quando a energia para o campo magnético provém de um estator, ou quando o rotor tem ímãs permanentes, criando um campo magnético que, desse modo, causa um deslizamento negativo. Eles também tendem a ser mais robustos e duráveis, geralmente não requerendo escovas nem comutadores. Em muitos casos, um motor assíncrono de C.A. normal também pode ser usado como um gerador, sem nenhuma modificação interna.

[0051] Na operação normal do motor, a rotação do fluxo do estator do motor é ajustada pela frequência da energia (tipicamente cerca de 50 ou 60 Hertz) e é mais rápida do que a rotação do rotor. Isto faz com que o fluxo do estator induza correntes do rotor, o que cria, por sua vez, um fluxo do rotor que tem uma polaridade magnética oposta ao estator. Desta maneira, o rotor é arrastado atrás do fluxo do estator em um valor igual ao deslizamento.

[0052] Uma máquina de indução assíncrona trifásica (por exemplo, enrolamento de gaiola), quando operada mais lentamente do que a sua velocidade síncrona, irá funcionar como um motor; o mesmo dispositivo, no entanto, quando operado mais rapidamente do que a sua velocidade síncrona, irá funcionar como um gerador de indução.

[0053] Na operação do gerador, um motor principal de algum tipo (por exemplo, uma turbina, um motor, um eixo de impulsão do propulsor, etc.) impele o rotor acima da velocidade síncrona. O fluxo do estator ainda induz correntes no rotor, mas, uma vez que o fluxo oposto do rotor está agora cortando as bobinas do estator, a corrente ativa é produzida nas bobinas do estator, e, desse modo, o motor está ope- rando agora como um gerador que pode emitir energia de volta para uma grade elétrica vizinha.

[0054] Portanto, em determinadas modalidades, os geradores de indução são usados para produzir energia elétrica alternada sempre que um eixo interno é girado mais rapidamente do que a frequência síncrona. Em várias modalidades, a rotação do eixo é efetuada por meio de um propulsor 105 associado, disposto em uma corrente de água que se move relativamente rápida, embora outros métodos e meios de rotação do eixo também possam ser concebidos e aplicados ao efeito similar.

[0055] Uma vez que eles não têm ímãs permanentes no rotor, uma limitação de geradores de indução é que eles não sejam autoexcitan-tes; por conseguinte, eles usam uma fonte de alimentação externa (tal como poderia ser facilmente obtida da grade ao usar um trecho umbilical através da água ou abaixo de um leito marinho associado), ou sejam "ligados suavemente" por meio de um acionador de partida de voltagem reduzida, a fim de produzir um fluxo magnético de rotação inicial.

[0056] Os acionadores de partida de voltagem reduzida, em determinadas modalidades, emprestam vantagens ao sistema, tais como a rápida determinação de frequências operacionais apropriadas, e a permissão de um reacionamento de partida não energizada no evento de a grade de energia correspondente ser desativada por alguma razão, por exemplo, em consequência dos danos causados por um furacão ou outro desastre natural.

[0057] A energia derivada do sistema, pelo menos em alguns casos, será usada provavelmente para suplementar um sistema de grade de energia vizinho, e, desse modo, as frequências de operação da grade irão, em grande parte, ditar a frequência de operação para o sistema de geração de energia. Por exemplo, a vasta maioria dos gran- des sistemas de grade de energia emprega atualmente uma frequência de operação nominal entre 50 e 60 Hertz.

[0058] Outra consideração importante para os grandes sistemas de geração de energia conduzida pela água é o estabelecimento de um equilíbrio de flutuação bem balanceado, que permita a posição dinâmica contínua independentemente das velocidades das correntes circundantes.

[0059] Mesmo supondo que as velocidades das correntes circundantes permaneçam dentro de uma faixa predeterminada de velocidades de operação aceitáveis, o equilíbrio do sistema ainda pode ser colocado em risco por um furacão especialmente poderoso ou algo do gênero, mas a disposição do sistema bem sob a linha de força típica das ondas, isto é, cerca de 30, 5 a 45,7 m (100 a 150 pés) de profundidade, ou algo do gênero, irá reduzir bastante tais distúrbios. As várias forças de deslocamento de kips gravitacionais, kips de flutuação, kips de arrasto e kips de contenção também irão contribuir para a estabilidade total de um sistema de geração de energia de corrente de água contínua.

[0060] O tubo de flutuação 102, ilustrado na Figura 1, compreende uma porção de corpo cilíndrico disposta em comunicação mecânica com, pelo menos, uma unidade de tampa de extremidade 104, que abriga os geradores de indução acima mencionados. Os geradores e os invólucros de tampa de extremidade associados contêm um eixo de impulsão e, em algumas modalidades, uma engrenagem planetária relacionada para o propulsor 105.

[0061] Em algumas modalidades, o tubo de flutuação 102 compreende um formato cúbico ou hexagonal, embora a prática eficaz da invenção também admita outras geometrias. Em uma modalidade exemplificadora, o tubo de flutuação 102 é mais ou menos cilíndrico, e pressurizado com gás (por exemplo, ar ou um outro gás de flutuação seguro), de modo que, quando o sistema for contido pela corda ancorada 106, as forças combinadas constituam a força de içamento principal para o sistema de geração de energia de corrente do oceano.

[0062] Por conseguinte, o sistema pode ser içado para a superfície para a manutenção ou a inspeção ao desligar os geradores, reduzindo, desse modo, o arrasto no sistema, o que permite que o sistema se eleve um pouco para a superfície. Com a abertura do(s) tubo(s) de flutuação e/ou a evacuação do fluido do(s) tubo(s) de lastro, a unidade pode ser flutuada com segurança e de modo confiável até a superfície, de modo que a manutenção ou a inspeção possa ser executada.

[0063] De acordo com um método para mover o sistema, a corda 106 também pode ser liberada, de modo que a estrutura flutuante possa ser rebocada ou, então, dirigida para a terra ou para um outro local de operação.

[0064] A modalidade exemplificadora, mostrada na Figura 2, é uma vista anterior de um sistema de geração de energia exemplifica-dor 201 equipado com uma pluralidade de propulsores de movimento lento relativamente grandes 202, dispostos em comunicação mecânica com os membros de eixo de uma pluralidade de unidades correspondentes do gerador de indução (não mostradas). Tal como visto nos detalhes exemplificadores mostrados na Figura 4A, as unidades de gerador são dispostas dentro das unidades de tampa de extremidade 405 abrigadas dentro dos tubos de flutuação 402 e 403, assim como através da extensão de uma porção do corpo do tipo retícula 404 da estrutura disposta entre os tubos de flutuação 402 e 403.

[0065] Voltando agora à Figura 3, é apresentada uma vista de planta ilustrativa do interior dos tubos de lastro descritos previamente como item 103 na Figura 1, em que as câmaras de uma pluralidade de câmaras de isolamento do tipo labirinto 303 e 304 são unidas de maneira tal, que a separação e a mistura de vários gases e líquidos pos- sam ser usadas para permitir um controle muito mais fino do equilíbrio e das forças de flutuação presentes no sistema do que aquele que pode ser obtido por meio só dos tubos de flutuação 102.

[0066] Tal como visto na modalidade descrita, um sistema de lastro interior 301 pode ser formado dentro do tubo de lastro que compreende uma fonte de controle de ar 302 disposta em comunicação fluida com uma válvula de passagem de sobrepressão e uma primeira câmara de isolamento 303.

[0067] Em outras modalidades, a primeira câmara de isolamento 303 contém um gás seco (por exemplo, o ar que tem uma pressão igual à pressão da água exterior circundante) presente em uma porção superior da câmara, e um fluido portador (por exemplo, a água do mar puxada de fora da câmara de isolamento) presente em uma porção inferior da câmara.

[0068] Em outras modalidades, a primeira câmara de isolamento 303 tm compreende uma linha de alimentação de ar secundária 305 para distribuir o ar a outros compartimentos carregados com gás da estrutura. Além disso, tal como mostrado na modalidade descrita, as linhas 310 são fornecidas para misturas de gás e fluido para fluir da primeira câmara de isolamento 303 para a segunda câmara de isolamento 304, e da segunda câmara de isolamento 304 para a câmara de isolamento final 306. Nesta modalidade, a segunda câmara de isolamento 304 compreende, por sua vez, uma porção superior, que contém ar, e uma porção inferior, que contém água ou algo do gênero, que são separados por um meio de separação, por exemplo, um cilindro de isolamento 311. Em outras modalidades, o cilindro de isolamento 311 contém a água de mar sobre a qual flutua um fluido de barreira, a fim de assegurar um isolamento melhor entre o ar e a água do mar.

[0069] Ainda em outras modalidades, qualquer uma (ou ambas) dentre as primeira e segunda câmaras de isolamento 303, 304, é equipada com instrumentação (por exemplo, sensores de pressão, sensores de pressão diferencial, etc.) para determinar se o fluido ou o ar estão presentes em uma cavidade particular do sistema. Em outras modalidades ainda, tais sensores são inseridos em um sistema de controle lógico (não mostrado) usado para ajudar na detecção e no controle do equilíbrio e nas medições relacionadas ao empuxo.

[0070] O processo de avançar o ar através do sistema nas porções superiores das câmaras, enquanto é assegurado que a água ou outros líquidos permaneçam nas porções inferiores, é continuado até serem obtidas características desejadas de equilíbrio e controle. Em algumas modalidades, portanto, é provida uma câmara de isolamento final 306 ou algo do gênero, que, na modalidade descrita, compreende uma válvula de saída de ar 309 usada para deixar o ar sair do sistema e, em algumas modalidades, a água entrar no sistema.

[0071] Em algumas modalidades, a válvula de segurança de pressão 307 é provida no evento de que as pressões internas se tornem tão intensas que uma ventilação da pressão é requerida a fim de manter a integridade do controle do sistema; em outras modalidades, uma válvula de fluxo de água aberta 308, provida com uma tela para impedir a entrada acidental de criaturas do mar, é disposta em uma porção inferior da câmara de isolamento final 306.

[0072] Fluidos de barreira e outros podem ser usados para reduzir a interação entre o ar e a água, e quando o sistema é provido com um controle de flutuação que flutua sobre a da água do mar, o fluido de barreira pode ser retido até mesmo depois que toda a água do mar for expelida. Em algumas modalidades, uma estabilidade maior é obtida nos tanques ao usar uma série de defletores para assegurar que a água retida nos tanques não se mova rapidamente dentro das câmaras, o que deve, então, tender a romper o equilíbrio e o controle. Além disso, tanques múltiplos e secionamento são empregados em algumas modalidades para conter a possível inclinação da unidade, de modo que a água e o gás sejam desviados apropriadamente até que a distribuição do peso e o equilíbrio do sistema sejam mantidos.

[0073] A Figura 4A apresenta uma vista superior de uma modalidade do sistema divulgado 401, que compreende um primeiro tubo de flutuação 402 e um segundo tubo de flutuação 403; uma porção 404 do corpo do tipo retícula de conexão disposta entre os mesmos; uma pluralidade de geradores de indução dispostos nas unidades de tampa de extremidade 405, 406 e posicionados estrategicamente em torno dos tubos de flutuação 402, 403 e outras porções do corpo; uma pluralidade de propulsores dianteiros 408 e os propulsores traseiros 407 dispostos em comunicação mecânica com os geradores; e uma pluralidade de membros suspensores 409 dispostos em comunicação mecânica com os tubos de flutuação 402, 403.

[0074] Na modalidade exemplificadora mostrada na Figura 4B, os membros suspensores 409 são unidos para formar um único suspen-sor de ancoragem 410 que é afixado de uma maneira conhecida para ancorar o membro 411.

[0075] Nas várias modalidades, o suspensor de ancoragem 410 também compreende um meio para restringir e liberar variavelmente o sistema. Em várias outras modalidades, o suspensor de ancoragem 410 termina em um membro de ancoragem 411 equipado com um dispositivo de terminação de suspensor (não mostrado). O membro de ancoragem 411 compreende qualquer tipo de âncora conhecida (por exemplo, uma âncora de peso motor, uma âncora de sucção, etc.) apropriada para manter uma posição fixa nas correntes que se movem rapidamente, as quais são encontradas normalmente em locais com leitos marinhos rochosos, devido à erosão do solo causada pelas correntes que se movem rapidamente.

[0076] Em ainda outras modalidades, esta porção da estação pode ser presa ao fixar o suspensor de ancoragem 410 a uma embarcação de superfície ou a um outro dispositivo de geração de energia da corrente do oceano, ou a um outro local de amarração central, tal como uma boia de posicionamento dinâmico flutuante.

[0077] Voltando agora, às modalidades do sistema propulsor exemplificador discutidas acima, as Figuras 5 a 7 mostram várias modalidades exemplificadoras específicas embora não limitadoras de um sistema propulsor apropriado para ser usado com o sistema de geração de energia de corrente de água divulgado na presente invenção.

[0078] Os elementos versados nas técnicas pertinentes irão apreciar, no entanto, que, embora os sistemas propulsores exemplificado-res, divulgados na presente invenção, sejam descritos com referência a um sistema de geração de energia de corrente de água impelido por um gerador de energia do tipo de indução, os sistemas propulsores exemplificadores também podem ser usados em conexão com outros tipos de sistemas de geração de energia submersos ou conduzidos pela água para obter muitas das mesmas vantagens ensinadas na presente invenção.

[0079] A Figura 5, por exemplo, é uma vista anterior de uma modalidade do sistema propulsor exemplificador apropriado para ser usado em conexão com um sistema de geração de energia submerso ou conduzido pela água.

[0080] Tal como descrito, o propulsor 501 compreende uma pluralidade de conjuntos de aletas e anéis circundantes alternados, que serão indicados daqui por diante, como uma configuração de "aleta-anei". Tais propulsores de aleta-anel devem ser projetados tipicamente para a especificação para cada aplicação particular, e a eficiência melhorada será obtida ao configurar o diâmetro, a circunferência, a curvatura da aleta e a excentricidade da disposição, as seleções de materiais, etc., com base nas frequências operacionais requeridas pelos ge- radores de indução, na velocidade de correntes de água circunvizi-nhas, em considerações ambientais (por exemplo, se os propulsores devem ter aberturas ou espaços vazios através dos quais peixes ou outra vida aquática podem passar), e assim por diante.

[0081] Similarmente, os conjuntos de propulsores vizinhos podem ser girados em direções opostas (por exemplo, no sentido horário ou no sentido anti-horário, tal como ilustrado de modo representativo na Figura 2) a fim de criar correntes de fuga ou as zonas mortas na frente dos propulsores, que podem repelir ou, então, proteger a vida marinha, realçar a eficiência da rotação do propulsor, etc.

[0082] Quando usados em conexão com um sistema de geração de energia de corrente de água, impelido por um gerador de energia do tipo de indução, é desejável que os propulsores possam girar eixos de geradores associados a velocidades que podem criar frequências operacionais do gerador.

[0083] No entanto, em determinadas modalidades, o sistema como um todo continua passivo (ou quase isso) com respeito à interação com a vida marinha local, e os resultados ideais do desempenho são obtidos quando o sistema gera a saída de energia requerida, enquanto ainda mantém um ambiente de operação ambientalmente neutro.

[0084] Nesta modalidade, começando no centro do dispositivo, pode ser visto que o propulsor 501 está disposto em torno de um cubo ou uma porção 502 do eixo, ambos os quais prendem o propulsor 501 com firmeza (por exemplo, por meio de afixação mecânica, tais como prendedores resistentes à oxidação encapsulados, a soldagem de um corpo do propulsor ou de partes múltiplas de um corpo do propulsor a um eixo em um único todo unitário, etc.) e provêm um torque de rotação proporcional ao momento angular do propulsor rotativo no eixo para a aplicação ao gerador de energia.

[0085] Em algumas modalidades, o cubo ou a porção 502 do eixo também compreende um meio de flutuação destinado a melhorar a conexão mecânica do propulsor de aleta-anel ao eixo, e impedir a saliência do propulsor que deve tender a deformar ou então, tensionar o eixo. Tal como o meio de afixação, eixos de impulsão apropriados para esta tarefa podem existir atualmente no estado da técnica, e podem compreender, por exemplo, uma série de engrenagens e/ou das em-breagens, sistemas de frenagem, etc., tal como seria requerido para comunicar eficazmente o torque de rotação do propulsor ao eixo do gerador.

[0086] Em uma modalidade específica embora não limitadora, um prendedor de retenção tal como um conjunto de parafuso e arruela ou algo do gênero é removido da extremidade de um eixo de impulsão, a estrutura do propulsor de aleta-anel é deslizada sobre o eixo exposto e o prendedor é então substituído, desse modo afixando mecanicamente a estrutura de aleta-anel ao eixo. Em uma modalidade adicional, o prendedor é coberto então por uma tampa impermeável à água flutuante ou algo do gênero tal como ilustrado de modo representativo na Figura 6, item 601.

[0087] Em outras modalidades, um cubo central compreende o ponto de conexão para a comunicação mecânica com um eixo rígido durável, o qual pode ser instalado de uma maneira estruturalmente integral, ou removido e substituído como um conjunto modular, de modo que serviços de atendimento e manutenção possam ser facilmente prestados ao propulsor enquanto na água.

[0088] Em outras modalidades, o sistema também compreende um meio de flutuação a fim de resistir à carga pendente sobre o conjunto de eixo e propulsor. Por exemplo, a espuma líquida ou outros produtos químicos fluidos leves, ou até mesmo o ar comprimido, podem ser carregados em um cone de nariz que encaixa sobre a extremidade de um cubo do propulsor, de modo que o propulsor fique livre para girar em torno de um eixo de impulsão atrás do cone de nariz flutuante, levantando, desse modo, o peso do conjunto, de modo que cargas pendentes pesadas sejam evitadas.

[0089] Similarmente, os propulsores (por exemplo, os propulsores dianteiros em um sistema submerso, os quais absorvem a maior parte da força da corrente da água) podem ser montados em draga para superar a resistência atribuível à pressão de fluido cumulativa contra a estrutura de aleta-anel. Em outras modalidades, tal como mostrado nas figuras 4A e 4B, os propulsores 408 são montados na parte dianteira e os propulsores traseiros 407 são montados na parte traseira.

[0090] Independentemente de como o propulsor é afixado ao eixo e se é montado em uma draga e/ou suportado por um membro de flutuação, a modalidade exemplificadora do desenho de aleta-anel descrita na presente invenção é, em geral, similar através de uma multiplicidade de outras modalidades relacionadas apropriadas para a prática dentro do sistema.

[0091] Por exemplo, na modalidade mostrada na Figura 5, o conjunto de fixação de cubo 502 é concentricamente circundado por um primeiro membro de anel 503, além do qual (isto é, mais para fora do conjunto de cubo) há um segundo membro de anel 506. Entre o primeiro membro de anel 503 e o segundo membro de anel é disposta uma pluralidade de membros de aleta 504, cada um dos quais é separado por uma abertura 505.

[0092] Em várias modalidades, o espaço de abertura entre os membros de aleta 504 irá variar pela aplicação, mas, como uma questão geral, as aberturas entre aletas irão aumentar no tamanho do anel mais interno (em que as aberturas são tipicamente as menores) aos anéis mais externos (onde o espaço da abertura é o maior).

[0093] Outras configurações admitem aberturas de tamanhos similares, ou aberturas em anéis internos maiores do que em anéis exter- nos, mas uma vantagem de uma superfície de anel interno principalmente sólida, em que a maior parte da totalidade da área de superfície possível do anel é utilizada por aletas e não por aberturas, é que a estrutura irá tender a forçar a pressão de fluido a se afastar do centro da estrutura para os anéis mais externos e além do perímetro do dispositivo.

[0094] Esta abordagem ajuda os propulsores a girar mais facilmente, e soluciona os problemas ambientais ao forçar a vida marinha pequena e outros ainda para a parte externa do sistema, de modo que possam evitar a estrutura do propulsor completamente, ou então passar através de uma das aberturas maiores que se movem lentamente nos anéis externos.

[0095] Uma vez que a resistência contra a estrutura é reduzida e um torque de rotação maior é transmitido aos eixos de impulsão com menos arrasto e perda, o propulsor também pode ser girado muito lentamente (em uma modalidade exemplificadora gerando resultados de satisfatórios, o propulsor gira a uma velocidade de somente 8 rpm), também assegurando que a vida marinha possa evitar a estrutura e realçando a neutralidade e a segurança ambientais. As velocidades rotatórias lentas também tornam o robusto, durável com menos probabilidade de sofrer danos se entrar em contato com resíduos ou um objeto submerso que esteja flutuando por perto.

[0096] Os anéis concêntricos sucessivos das aletas 507 e aberturas 508, dispostos dentro dos anéis mais ou menos circulares adicionais 509, são, então, adicionados à estrutura, criando desse modo, anéis concêntricos adicionais das aletas e das aberturas 510-512 até que a circunferência desejada seja atingida. Em uma modalidade exemplificadora, os espaços 514 da abertura do anel mais externo são os espaços maiores da abertura no sistema, e separam as aletas 513 até a maior extensão do sistema.

[0097] Um membro de anel final 515 inclui a periferia externa do sistema propulsor, conferindo outra vez, uma proteção ambiental adicional, uma vez que a vida marinha que atinge inadvertidamente o anel exterior 515 vai encontrar somente um sopro de relance contra a uma estrutura que se move lentamente, ao passo que as pressões da água e do fluido são forçadas a se afastar do dispositivo tanto quanto possível.

[0098] Tal como visto na região encerrada 603 da Figura 6 (que mostra, de modo geral, a modalidade exemplificadora da Figura 5, embora com a porção de fixação do cubo coberta com uma tampa impermeável 601 ou algo do gênero), o passo das aletas 602 medido em relação ao plano do conjunto de aleta-anel é alterado.

[0099] Por exemplo, as aletas podem ser dispostas com excentricidade maior, quando a sua posição dentro do conjunto é avançada do primeiro anel que circunda o cubo central até os anéis mais externos. A disposição das aletas 602 a um passo mais plano dentro dos anéis internos e mais excentricamente (isto é, em um plano mais perpendicular ao plano do conjunto) nos anéis externos, irá tender a aplainar e suavizar o fluxo da água em torno do propulsor, desse modo, obtendo características superiores do fluxo de fluido (o que minimiza a vibração do sistema), criando menos resistência contra a estrutura do propulsor, e propiciando uma força de fluido centrífuga circunvizinha maior para assegurar que a vida marinha evite o centro do sistema do propulsor.

[00100] Por outro lado, os propulsores que têm disposições de aletas arranjadas, de maneira tal que as aletas mais próximas ao cubo têm uma excentricidade maior em relação ao plano do propulsor como um todo, e então, o aplainamento enquanto as aletas são arranjadas para a parte externa do sistema propulsor (tal como é típico com um propulsor de barco ou submarino, por exemplo) também pode acarretar os melhores resultados em termos de redução da vibração, harmô- nicos e desempenho do sistema total.

[00101] Na modalidade exemplificadora 701, mostrada na Figura 7 (que é representativa da região encerrada 603 na Figura 6), uma série das aletas curvadas 702, 704, 706, 708 é disposta entre as aberturas 703, 705, 707, 709 de tamanho crescente (deve ser observado que o cubo de fixação central, do qual originam os menores anéis concêntricos, deve ficar localizado além do topo da figura, por exemplo, acima da aleta 702 e da abertura 703).

[00102] Na modalidade mostrada, as aletas 702, 704, 706, 708 também estão dispostas com uma maior excentricidade quando elas são instaladas cada vez mais afastadas do cubo, de modo que o ângulo da disposição da aleta 708, medido em relação ao plano do conjunto, deve ser maior do que aquele das aletas 702, 704, 706 dispostas mais próximas do cubo de fixação central.

[00103] Na modalidade exemplificadora mostrada na Figura 8, é provido um sistema de geração de energia de corrente de água submerso suspenso 801, em que cada um dos propulsores 802, 803 é montado em uma draga, de modo que a interferência de energia de uma disposição montada dianteira é evitada, e uma estabilidade do sistema e uma eficiência de energia maiores são obtidas. Tal como visto, esta configuração particular admite um ou mais propulsores dispostos em uma posição de montagem superior em draga e uma posição de montagem inferior em draga, embora a disposição de múltiplas disposições de propulsores, em um número tanto maior quanto menor de níveis, também seja possível.

[00104] Na Figura 9, que é essencialmente uma vista posterior da modalidade alternativa mostrada na Figura 8, pode ser visto que uma modalidade específica, embora não limitadora, compreende uma disposição de propulsores que tem dez propulsores no total, em que seis propulsores 902 são dispostos em uma posição montada em draga inferior, e quatro propulsores 901 são dispostos em uma posição montada em draga superior, em que a disposição de posição superior também é distribuída com dois propulsores de cada lado do sistema de geração de energia.

[00105] Esta modalidade particular admite características vantajosas de geração de energia, enquanto estabiliza a estrutura do sistema correspondente ao minimizar a vibração e permitindo que pares uniformemente combinados de propulsores funcionem em direções de rotação opostas.

[00106] Embora tais configurações sejam ideais para determinadas modalidades de um sistema de geração de energia, um número virtualmente ilimitado de outras disposições e configurações de disposição pode ser, de preferência, empregado quando considerado eficaz em um determinado ambiente operacional.

[00107] Como uma questão prática, a composição de toda a estrutura do propulsor de aleta-anel deve ser provavelmente comum, por exemplo, toda ela feita de um metal durável, revestido ou resistente à oxidação e de pouco peso. No entanto, composições de materiais diferentes entre aletas e anéis também são possíveis, e outros materiais, tais como compósitos metálicos, compósitos duros de carbono, cerâmica, etc., são possíveis sem desviar do âmbito da presente invenção.

[00108] Tal como mostrado na Figura 10, quando há uma necessidade quanto a um número de estruturas de geração de energia em uma área, o sistema de energia pode ser consolidado para a eficiência, com as conexões de energia e controle sendo ligadas de volta a um local central, tal como uma subestação de controle, estabelecida perto das unidades instaladas. Esta consolidação das unidades ocorre em algumas modalidades no leito de oceano, e em outras modalidades, sobre (ou perto de) uma estrutura flutuante no meio da água.

[00109] Em determinadas modalidades, a subestação de controle é instalada em uma estrutura de superfície flutuante tal como um SPAR, ou, em outras modalidades, é uma subestação de controle submersa, possivelmente ao usar um sistema de boia, que pode ser flutuado até a superfície para a manutenção, ou até mesmo fixado no leito do oceano.

[00110] Na água profunda, uma instalação de conexão comum do leito do oceano requer mais cabos de energia e sistemas de controle adicionais, o que aumenta o custo e a complexidade do sistema, e é mais difícil de manter do que uma instalação construída mais perto das correntes na superfície do oceano.

[00111] Em determinadas modalidades exemplificadoras, uma estrutura meio flutuante construída ao usar elementos similares aos patins de flutuação, associados com as unidades de geração, provê um local de coleta de energia comum enquanto não deixa nenhuma estrutura permanente penetrar a superfície da água. Esta configuração usa menos linhas de energia e controle longas que seguem para o leito do oceano, e deve deixar um arrasto adequado para os navios na área.

[00112] O terceiro tipo de local de coleta comum compreende uma estrutura que é amarrada ao leito do oceano, e flutua na superfície do oceano perto das unidades de geração. Esta abordagem pode compreender muitos tipos de estruturas diferentes. Em determinadas modalidades, um SPAR (tal como mostrado na Figura 10) é utilizado para o desenho e a estabilidade durante eventos meteorológicos e furacões, por causa de seu perfil reduzido de vento e onda.

[00113] Uma estação de consolidação de energia permite a transformação em uma voltagem de transmissão mais alta, desse modo, provendo uma capacidade superior e escalável de transferência de energia a uma grade de transmissão de energia conectada à terra. O emprego de voltagens de transmissão mais altas também provê as instalações localizadas mais afastadas da terra com bons resultados de transmissão de energia. A transformação de energia final pode ser executada tanto na estação de consolidação quanto em um ou mais transformadores de energia instalados em uma esteira de lama do leito do oceano.

[00114] Dependendo de outras variáveis, em determinadas modalidades, um dispositivo síncrono baseado em terra (tal como um motor síncrono grande ou um grande propulsor eletrônico de velocidade variável, etc.) é usado para estabilizar a grade de energia quando a geração de corrente do oceano em alto mar é significativamente maior do que a grade de geração em terra.

[00115] Para extensões significativas no mar, de acordo com algumas modalidades, uma conexão de transmissão de energia de alta voltagem C.C. segue da estrutura de consolidação totalmente de volta à praia. A energia C.A. necessária para unidades de geração individuais é gerada a partir da voltagem C.C. à C.A. trifásica, a fim de acionar os geradores de indução. Em ou perto da costa, a C.C. é conectada à grade de energia ou à grade inteligente, tal como com uma intercone-xão de energia C.C. convencional.

[00116] Na modalidade exemplificadora mostrada na Figura 11, em locais mais profundos do oceano, um SPAR não precisa ser suportado por patins de flutuação e, portanto, pode servir como uma facilidade de consolidação útil para conectar e desconectar, de maneira escalável, uma pluralidade de unidades individuais de geração de energia. Tal como descrito, um SPAR submerso a cerca de 61 a 152 m (200 a 500 pés) é amarrado permanentemente ao leito do oceano ao usar um meio de amarração firme e forte, tal como uma policorda grossa. Em determinadas modalidades, a policorda é primeiramente enrolada em uma direção e coberta então, com uma segunda corda enrolada na direção oposta, resultando em uma linha combinada alternadamente enrolada, que é muito forte e resistente à torção e à formação de nós.

[00117] Ao reconhecer que o peso dos cabos de aço afeta aspectos do desenho no que diz respeito à flutuação para a facilidade de consolidação, de acordo com modalidades exemplificadoras, uma linha de amarração de cabo de aço trançado com um cabo de força encerrado dentro do centro é integrado com o mesmo.

[00118] Em modalidades exemplificadoras, um cabo de força separado segue do SPAR para um transformador ou uma caixa de transmissão instalada no fundo do leito do mar, e então, segue abaixo do leito do mar até o seu destino final.

[00119] Ainda uma outra abordagem consiste em passar o cabo de força através de um espaço vazio interno de uma policorda ou outra linha de amarração, de modo que haja somente uma única linha que se estende do SPAR, e o cabo de força fica protegido contra danos pela linha de amarração.

[00120] Voltando agora para um sistema de geração de energia do tipo de indução de uma só estação mais robusto (por exemplo, uma modalidade que utiliza propulsores de 12,2 m (40 pés) e maiores), a Figura 12 é uma vista lateral de um sistema de geração de energia de desenho de aleta de quatro unidades exemplificador 1200 em que uma pluralidade de suspensores aerodinâmicos de indução montados na parte dianteira 1201, 1202 é disposta sobre uma pluralidade correspondente de armações 1203, 1204. Na modalidade mostrada, os suspensores aerodinâmicos do gerador de indução 1201, 1202 são dispostos em comunicação mecânica com as câmaras de flutuação 1207 ao usar os membros de conexão 1208. De acordo com outras modalidades, os propulsores 1205, 1206 são dispostos em comunicação com os suspensores aerodinâmicos do gerador de indução 1201, 1202 e, tal como mostrado na Figura 12, ficam em um modo de geração de energia "suspenso para baixo".

[00121] Em determinadas modalidades, os propulsores 1205, 1206, junto com as unidades de geração associadas 1201, 1202 são dispostos em comunicação mecânica com um meio de rotação 1210. De acordo com determinadas modalidades, o meio de rotação 1210 é um eixo rotativo ou algo do gênero, e o meio de rotação 120 é girado, mecanicamente ou ao usar um sistema de controle lógico disposto em comunicação com o sistema de controle (por exemplo, um sistema de controle pneumático ou hidráulico, etc.) a fim de "suspender para cima" os propulsores 1205, 1206 para um acesso seguro e eficiente aos suspensores aerodinâmicos de geração 1201, 1202 e os propulsores 1205, 1206 para manutenção, reparo, e/ou instalação. Em determinadas modalidades, ao usar o sistema de lastro disposto em comunicação com as câmaras de flutuação 1207, a estrutura é flutuada até a superfície para o acesso seguro e eficiente aos suspensores aerodinâmicos de geração 1201, 1202 e aos propulsores 1205, 1206 para manutenção e reparo.

[00122] Em outras modalidades, o meio de rotação 1210 é girado, mecanicamente ou ao usar um sistema de controle lógico disposto em comunicação com um sistema de controle pneumático ou hidráulico, a fim de "suspender para baixo" os propulsores 1205, 1206 e os suspensores aerodinâmicos de geração associados 1201, 1202 para gerar energia ao usar correntes de água, uma vez que o sistema é colocado na posição apropriada para a geração de energia.

[00123] A Figura 13 ilustra uma vista anterior do sistema de geração de energia e propulsor de desenho de aleta de quatro unidades exemplificador 1200, mostrando os propulsores 1205, 1206 dispostos em um plano vertical, enquanto no modo de geração de energia e unidos a uma linha de amarração do tipo Y 1211 para a estabilidade. Em algumas modalidades (não mostradas), quanto mais propulsores são adicionados ao sistema, uma barra propagadora pesada ou um outro aparelho estabilizador é usado para promover características melhora- das de controle e estabilidade.

[00124] Na Figura 14, o sistema de geração de energia e propulsor de desenho de aleta de quatro unidades exemplificador 1200 é mostrado em repouso, mostrado agora na configuração "suspenso para cima" útil para o transporte, a instalação e a manutenção. Em uma modalidade, os suspensores aerodinâmicos do gerador 1201, 1202 são unidos a armações, de maneira tal que podem girar cerca de noventa graus ou mais em torno dos eixos 1210 dispostos em comunicação com as armações 1203, 1204. Esta rotação é realizada manualmente em algumas modalidades, ou ao usar um sistema de controle lógico para girar os suspensores aerodinâmicos em torno do eixo ao usar um meio de rotação associado, tal como um meio de rotação pneumático ou um meio de rotação hidráulico, tal como deve ocorrer a um versado na técnica, ao praticar modalidades alternativas similares.

[00125] A Figura 15 é uma vista superior do sistema de geração de energia e propulsor de desenho de aleta de quatro unidades exemplificador 1200, disposto em uma configuração "suspensa para cima".

[00126] Em uma outra modalidade, os reatores são manipulados dentro das câmaras da flutuação 1207, de modo que os suspensores aerodinâmicos de geração 1201, 1202 e os propulsores 1205, 1206 ficam voltados para cima, para a rebocagem quando a estrutura estiver sendo entregue no campo, ou quando a manutenção dos propulsores, geradores, engrenagens, etc., é desejada ou necessária. Quando os suspensores aerodinâmicos de geração e os propulsores estão principalmente ou inteiramente acima do nível da superfície, os propulsores são armazenados com firmeza e causam somente uma instabilidade mínima à estrutura inteira, devido à resistência do vento ou da água, etc.

[00127] De acordo com várias modalidades exemplificadoras, durante a instalação, o desenho de aleta assemelha-se a um barco de pontão na superfície com travessas de patins nos membros inferiores. Para impedir que uma estrutura pesada seja apanhada no local da instalação, a unidade é flutuada até a sua posição desejada ou suspensa de uma barca. Em trânsito, se o desenho suspenso não for utilizado, os propulsores 1206 criam um arrasto do tipo navio profundo, uma vez que o arrasto atribuível à resistência da água podería ser substancial em correntes do oceano que se movem rapidamente. Se o desenho suspenso não for utilizado, os propulsores superiores 1205 podem agir como uma vela ao vento, causando estabilidade e problemas operacionais até que sejam fixados em um sistema de amarração.

[00128] Para a manutenção programada, o sistema 1200 em algumas modalidades compreende uma configuração suspensa para cima (tal como mostrado nas ilustrações exemplificadoras nas Figuras 14 e 15) e flutuado até a superfície durante várias condições meteorológicas predefinidas. A manutenção executada no sistema inclui, mas sem ficar a eles limitada, a troca do óleo das engrenagens, o reabastecimento do ar disposto no sistema de lastro, e a substituição de instrumentação necessária. Uma vez na superfície, o desenho de aleta posiciona os propulsores fora da água, onde eles são mais acessíveis para a manutenção. Em outras modalidades ainda, para o serviço principal, a unidade inteira é desconectada do sistema de amarração e flutuada até a costa ou até um vaso de serviço na vizinhança.

[00129] Enquanto gera energia, em determinadas modalidades, o sistema de geração de energia de desenho de aleta de quatro unidades 1200 fica localizado entre cerca de 61 m (200 pés) e cerca de 152,4 m (500 pés) abaixo da superfície da água, mantendo o sistema abaixo da vasta maioria de qualquer arrasto de navio e luz da superfície. Esta profundidade fica abaixo da maioria de muitas espécies favorecidas da fauna oceânica; desse modo, os peixes e outra vida marinha tendem a permanecer afastados do sistema e mais perto de sua fonte de alimento, que é associada, de modo geral, com a luz próxima à superfície da água.

[00130] Embora outros aspectos da invenção, que na prática atual, compreendem tipicamente os dispositivos associados com a produção de energia subaquática de modo geral (por exemplo, fontes de alimentação de energia auxiliar, sistemas de controle e comunicação de fibra óptica, veículos operados por controle remoto correspondentes, usados para prestar serviços de manutenção à estação de energia, etc.), sejam contemplados certamente como periféricos para o uso na distribuição, posicionamento, controle e operação do sistema, eles não são considerados como necessários para descrever todos os tais itens em mais detalhes, uma vez que outros sistemas e subsistemas ocorrerão naturalmente aos elementos versados nas técnicas pertinentes.

[00131] Embora a presente invenção tenha sido ilustrada e descrita em detalhes acima, com respeito a várias modalidades exemplificado-ras, os elementos versados nos campos relevantes irão apreciar de pronto, que pequenas mudanças na descrição, e várias outras modificações, omissões e adições também podem ser feitas sem desviar do caráter ou do âmbito da mesma.

REIVINDICAÇÕES

Claims (17)

1. Sistema de geração de energia de corrente de água, caracterizado pelo fato de que compreende: uma ou mais câmaras de flutuação submersas; uma ou mais unidades de geração de energia do tipo de indução submersas dispostas em comunicação com uma ou mais ditas câmaras de flutuação submersas; um ou mais propulsores dispostos em comunicação com uma ou mais ditas unidades de geração de energia do tipo de indução submersas; um ou mais membros de armação de corpo dispostos em comunicação com uma ou mais ditas unidades de geração de energia do tipo de indução submersas; e um ou mais meios de rotação do propulsor dispostos em comunicação com um ou mais ditos membros de armação de corpo.

2. Sistema de geração de energia de corrente de água, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o dito sistema de geração de energia de corrente de água é submerso, pelo menos parcialmente, dentro de um corpo de água, e uma ou mais ditas unidades de geração de energia do tipo de indução submersas e um ou mais ditos propulsores são girados por um ou mais ditos meios de rotação do propulsor, de maneira tal que um ou mais ditos propulsores são girados acima e, aproximadamente paralelos à superfície da onda da água, durante a manutenção do sistema de geração de energia de corrente de água.

3. Sistema de geração de energia de corrente de água, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o dito sistema de geração de energia de corrente de água é submerso, pelo menos parcialmente dentro de um corpo de água, e uma ou mais ditas unidades de geração de energia do tipo de indução submersas e um ou mais ditos propulsores são girados por um ou mais ditos meios de rotação do propulsor, de maneira tal que um ou mais ditos propulsores são girados acima e, aproximadamente paralelos à superfície da onda da água durante o transporte ou a relocação do sistema de geração de energia de corrente de água.

4. Sistema de geração de energia de corrente de água, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o dito sistema de geração de energia de corrente de água é submerso dentro de um corpo de água entre o corpo da superfície do leito da água e a superfície da onda da água, e um ou mais ditos meios de rotação do propulsor são dispostos de maneira tal que um ou mais ditos propulsores são orientados aproximadamente perpendiculares à dita superfície da onda da água durante as operações de geração de energia.

5. Sistema de geração de energia de corrente de água, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que um ou mais ditos meios de rotação do propulsor também compreendem um ou mais eixos rotativos.

6. Sistema de geração de energia de corrente de água, de acordo com a reivindicação 5, caracterizado pelo fato de que um ou mais ditos meios de rotação do propulsor também compreendem um ou mais mecanismos de travamento.

7. Sistema de geração de energia de corrente de água, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o dito sistema de geração de energia de corrente de água também compreende: uma ou mais câmaras de flutuação submersas, em que uma ou mais das ditas câmaras de flutuação submersas compreendem ainda uma ou mais câmaras de isolamento de fluido flutuantes, e em que uma ou mais das ditas câmaras de isolamento de fluido flutuantes também compreendem um ou mais fluidos flutuante dispostos nas mesmas; uma válvula de entrada de fluido flutuante; uma válvula de saída de fluido flutuante; e um meio de controle de fluido flutuante.

8. Método para manter um sistema de geração de energia de corrente de água, pelo menos parcialmente submerso, caracterizado pelo fato de que compreende: a disposição de uma ou mais unidades de geração de energia do tipo de indução submersas em comunicação com um ou mais propulsores; a disposição de uma ou mais armações rotativas em comunicação com uma ou mais ditas unidades de geração de energia do tipo de indução submersas; o içamento de uma ou mais ditas unidades de geração de energia do tipo de indução submersas, de modo que um ou mais ditos propulsores são içados para fora da água; e a rotação de uma ou mais ditas armações rotativas, de modo que um ou mais ditos propulsores são dispostos acima e, aproximadamente, paralelos à superfície da água.

9. Método para manter o sistema de geração de energia de corrente de água pelo menos parcialmente submerso, de acordo com a reivindicação 8, caracterizado pelo fato de que também compreende a disposição de uma ou mais ditas armações rotativas em comunicação com um eixo de rotação.

10. Método para manter o sistema de geração de energia de corrente de água pelo menos parcialmente submerso, de acordo com a reivindicação 8, caracterizado pelo fato de que também compreende a disposição de uma ou mais ditas armações rotativas em comunicação com um eixo de rotação de travamento.

11. Método para manter o sistema de geração de energia de corrente de água pelo menos parcialmente submerso, de acordo com a reivindicação 8, caracterizado pelo fato de que a dita etapa de rotação também compreende o controle da dita rotação, ao usar um sistema de controle lógico disposto em comunicação com um meio pneumático de controle da rotação.

12. Método para manter o sistema de geração de energia de corrente de água pelo menos parcialmente submerso, de acordo com a reivindicação 8, caracterizado pelo fato de que a dita etapa de rotação também compreende o controle da dita rotação, ao usar um sistema de controle lógico disposto em comunicação com um meio hidráulico de controle da rotação.

13. Método para transportar um sistema de geração de energia de corrente de água pelo menos parcialmente submerso, caracterizado pelo fato de que compreende: a disposição de uma ou mais unidades de geração de energia do tipo de indução submersas em comunicação com um ou mais propulsores; a disposição de uma ou mais armações rotativas em comunicação com uma ou mais ditas unidades de geração de energia do tipo de indução submersas; o içamento de uma ou mais unidades de geração de energia do tipo de indução submersas, de modo que um ou mais ditos propulsores são içados para fora da água; e a rotação de uma ou mais ditas armações rotativas, de modo que um ou mais ditos propulsores são dispostos acima e aproximadamente paralelos à superfície da água.

14. Método para transportar o sistema de geração de energia de corrente de água pelo menos parcialmente submerso, de acordo com a reivindicação 13, caracterizado pelo fato de que também compreende a disposição de uma ou mais ditas armações rotativas em comunicação com um eixo de rotação.

15. Método para transportar o sistema de geração de ener- gia de corrente de água pelo menos parcialmente submerso de, acordo com a reivindicação 13, caracterizado pelo fato de que também compreende a disposição de uma ou mais ditas armações rotativas em comunicação com um eixo de rotação de travamento.

16. Método para transportar o sistema de geração de energia de corrente de água pelo menos parcialmente submerso, de acordo com a reivindicação 13, caracterizado pelo fato de que a dita etapa de rotação também compreende o controle da dita rotação, ao usar um sistema de controle lógico disposto em comunicação com um meio pneumático de controle da rotação.

17. Método para transportar o sistema de geração de energia de corrente de água pelo menos parcialmente submerso, de acordo com a reivindicação 13, caracterizado pelo fato de que a dita etapa de rotação também compreende o controle da dita rotação ao usar um sistema de controle lógico disposto em comunicação com um meio hidráulico de controle da rotação.