BR102021011617A2 - Aparato para extração de energia das ondas e sua posterior conversão em energia hidráulica e/ou pneumática com utilização de tanques fechados e sem comunicação de fluxo aberto ao mar a serem utilizados em sistemas flutuantes estacionários e não estacionários - Google Patents

Abstract

A presente patente utiliza um método para absorver e transformar a energia das ondas através da utilização de um tanque de lastro ou água doce, sem comunicação com o meio exterior, para navios ou sistemas flutuantes em geral, onde o peso da massa d’água oscilando verticalmente e contida pelo compartimento / tanque estruturalmente projetado para este fim, será acoplado a um pistão hidráulico para gerar fluxo de óleo hidráulico para uma unidade hidráulica e, a partir desta, esta energia acumulada ser utilizada na forma hidráulica nos diversos sistemas hidráulicos presentes em navios ou conectando motor hidráulico à rede hidráulica e este a um gerador de energia elétrica. Atualmente dentro da tecnologia desenvolvida para aproveitamento da energia das ondas, os sistemas propostos utilizam dispositivos instalados na interface mar e costa e outros tipos de dispositivos são instalados no fundo marinho com seus dispositivos de acionamento posicionado na linha do mar, interface água ar.

Description

APARATO PARA EXTRAÇÃO DE ENERGIA DAS ONDAS E SUA POSTERIOR CONVERSÃO EM ENERGIA HIDRÁULICA E/OU PNEUMÁTICA COM UTILIZAÇÃO DE TANQUES FECHADOS E SEM COMUNICAÇÃO DE FLUXO ABERTO AO MAR A SEREM UTILIZADOS EM SISTEMAS FLUTUANTES ESTACIONÁRIOS E NÃO ESTACIONÁRIOS Campo da invenção

[001] A patente é caracterizada pela utilização de um tanque lastrado (com água em seu interior), sendo este tanque conectado por meio de acoplamentos elásticos à estrutura de sistemas flutuantes projetados especificamente para serem usinas de extração da energia das ondas ou a navios que possibilitará o movimento relativo entre o tanque e à estrutura flutuante. Na interface tanque e estrutura flutuante é instalado um pistão hidráulico gerando fluxo de óleo pela rede até uma unidade hidráulica, onde este óleo hidráulico será mantido sob pressão. A energia será armazenada e utilizada para movimentar motores hidráulicos nos quais poderão ser conectados a eixos de geradores elétricos, gerando assim energia elétrica a partir do movimento do tanque a energia é armazenada na unidade hidráulica.

Fundamentos da invenção

[002] Atualmente dentro da tecnologia desenvolvida para aproveitamento da energia das ondas, os sistemas propostos utilizam dispositivos instalados na interface mar e costa e outros ou tipos de dispositivos são instalados no fundo marinho com seus dispositivos de acionamento na linha do mar, interface água ar.

[003] Os sistemas para conversão da energia das ondas utilizam meios hidráulicos e/ou pneumáticos, tecnologia já existem e sendo aprimorada a cada dia, sendo que a presente patente não reivindica direitos sobre tais mecanismos.

[004] A navegação atualmente em busca de formas mais sustentáveis e meios para economia de combustível de navios ao longo de suas aventuras marítimas, têm adotado meios alternativos e complementares aos combustíveis fosseis, como: energia solar e energia dos ventos com a finalidade de reduzir o consumo de combustível de origem fóssil, reduzindo gastos operacionais e para contribuir com a redução de gases de efeito estufa que seriam lançados na atmosfera, contribuindo assim para a preservação do meio ambiente a nível global.

[005] Sistemas flutuantes construídos especificamente para a extração para energia das ondas, as denominadas usinas de geração de energia a partir da energia das ondas, atualmente são projetados para extrair a energia através de fluxo direto com o meio marinho, onde turbinas são acionadas; ou, outros tipos de usinas utilizam a variação de maré para encher determinado compartimento na preamar e onde a abertura de comunicação com o mar é fechada no nível mar conforme a maré alta. Após quando o nível do mar aproxima-se do nível na maré baixa a comunicação com 0 mar é reestabelecida e o fluxo para o mar é realizado e energia é gerada utilizando uma turbina instalada neste duto.

Breve descrição dos desenhos

[006] A figura 1 apresenta, no item 1 o perfil ilustrativo de um navio; no item 2 posicionamento sugerido do tanque para maximizar a absorvição de energia devido ao movimento de arfagem e afundamento do navio.

[007] A figura 2 apresenta, no item 3 tanque em sua vista de perfil; no item 4 suporte pivotante entre o tanque e a estrutura do navio; no item 5 estrutura do navio na região próxima ao fundo; pistão hidráulico para promover o deslocamento e fluxo de óleo hidráulico até a unidade hidráulica; no item 7 acoplamento elástico (mola) conectando o tanque á estrutura do navio e permitindo deslocamento relativo entre estas estruturas.

Descrição da invenção

[008] A presente patente utiliza um método para absorver e transformar a energia das ondas através da utilização de um tanque de lastro ou água doce, para navios, onde o peso da massa d’água oscilando verticalmente e contida pelo compartimento estruturalmente projetado para este fim, será acoplado a um pistão hidráulico para gerar fluxo de óleo hidráulico, onde este será pressurizado em uma unidade hidráulica e, a partir desta, esta energia ser utilizada na forma hidráulica nos diversos sistemas hidráulicos presentes em navios ou conectando motor hidráulico á rede hidráulica e este a um gerador de energia elétrica. Com a finalidade de reduzir custos com combustível este método só é viável em navios com propulsão do tipo Diesel - Elétrica, embarcações com propulsão convencional, motor Diesel e conexão direta por linha de eixo ao hélio, não experimentaram os efeitos propostos com a presente patente. A quantidade de energia pretendida a ser gerada poderá dimensionada de acordo com as dimensões do tanque a ser utilizado, seu peso de água em seu interior, número de pistões hidráulicos a serem utilizados, diâmetro do embolo do pistão hidráulico, diâmetro da rede hidráulica, pressão máxima de trabalho da unidade hidráulica e dimensionamento dos acoplamentos hidráulicos entre o tanque e a estrutura flutuante para que se obtenha o máximo de amplitude de movimento relativo entre os mesmos, empregando-se a teoria de sistemas mecânicos do tipo massa-mola com dois graus de liberdade. Sugere-se na presente patente como meio mais favorável para uso utilizar conexões pivotantes ao lado extremo ao mecanismo de absorção de energia, maximizando assim o deslocamento nesta área e aumentando também a segurança para instalação deste sistema a bordo de navio e unidade flutuantes para produção de energia a partir da energia das ondas.

Claims (8)

1. Aparato caracterizado por compreender um tanque prismático de base retangular a ser preenchido com água (lastro), sendo os dois vértices inferiores do tanque conectados à estrutura do navio por meio de suporte pivotante em cada vértice, e os outros dois vértices opostos do tanque conectados a pistões hidráulicos e a suportes elásticos (molas), sendo um pistão hidráulico e um acoplamento elástico por vértice inferior do tanque.
2. Aparato, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o tanque poderá ser: prismático de base quadrada; prismático de base circular; dentre as mais variadas formas possíveis para o tanque.
3. Aparato, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que pistões pneumáticos poderão ser utilizados, sendo assim, o sistema para acumulação de energia obtida pelo deslocamento relativo entre o tanque e à estrutura do navio ou sistema flutuante será armazenada e posteriormente utilizada na forma pneumática.
4. Aparato, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que poderão ser utilizados os componentes: tanque, suportes pivotantes, pistões hidráulicos e acoplamentos elásticos em maior número do que os citados na reivindicação 1.
5. Aparato, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que poderão ser utilizados pesos sólidos em substituição ao tanque lastrado.
6. Aparato, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que poderão ser utilizados diversos fluídos em substituição à água para preenchimento do tanque.
7. Método caracterizado por obter e armazenar energia hidráulica decorrente de movimentos de navios e/ou sistemas flutuantes quando sujeitos à ação de ondas do mar, de acordo com a reivindicação 1.
8. Método, de acordo com a reivindicação 7, caracterizado pelo fato de que energia pneumática poderá ser obtida e armazenada.

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