EP2580466A1 - Unité de conversion de l'énergie des vagues - Google Patents

Unité de conversion de l'énergie des vagues

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EP2580466A1
EP2580466A1 EP10742918.5A EP10742918A EP2580466A1 EP 2580466 A1 EP2580466 A1 EP 2580466A1 EP 10742918 A EP10742918 A EP 10742918A EP 2580466 A1 EP2580466 A1 EP 2580466A1
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EP
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wave
ucev
cylinder
energy
piston
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Withdrawn
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EP10742918.5A
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Anis M. Aouini
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Publication date
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F03—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F03B—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS
    • F03B13/00—Adaptations of machines or engines for special use; Combinations of machines or engines with driving or driven apparatus; Power stations or aggregates
    • F03B13/12—Adaptations of machines or engines for special use; Combinations of machines or engines with driving or driven apparatus; Power stations or aggregates characterised by using wave or tide energy
    • F03B13/14—Adaptations of machines or engines for special use; Combinations of machines or engines with driving or driven apparatus; Power stations or aggregates characterised by using wave or tide energy using wave energy
    • F03B13/16—Adaptations of machines or engines for special use; Combinations of machines or engines with driving or driven apparatus; Power stations or aggregates characterised by using wave or tide energy using wave energy using the relative movement between a wave-operated member, i.e. a "wom" and another member, i.e. a reaction member or "rem"
    • F03B13/18—Adaptations of machines or engines for special use; Combinations of machines or engines with driving or driven apparatus; Power stations or aggregates characterised by using wave or tide energy using wave energy using the relative movement between a wave-operated member, i.e. a "wom" and another member, i.e. a reaction member or "rem" where the other member, i.e. rem is fixed, at least at one point, with respect to the sea bed or shore
    • F03B13/1845—Adaptations of machines or engines for special use; Combinations of machines or engines with driving or driven apparatus; Power stations or aggregates characterised by using wave or tide energy using wave energy using the relative movement between a wave-operated member, i.e. a "wom" and another member, i.e. a reaction member or "rem" where the other member, i.e. rem is fixed, at least at one point, with respect to the sea bed or shore and the wom slides relative to the rem
    • F03B13/187—Adaptations of machines or engines for special use; Combinations of machines or engines with driving or driven apparatus; Power stations or aggregates characterised by using wave or tide energy using wave energy using the relative movement between a wave-operated member, i.e. a "wom" and another member, i.e. a reaction member or "rem" where the other member, i.e. rem is fixed, at least at one point, with respect to the sea bed or shore and the wom slides relative to the rem and the wom directly actuates the piston of a pump
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    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
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Abstract

L'invention consiste en une unité de conversion de l'énergie des vagues (UCEV) en une énergie mécanique puis électrique. Cette unité forme une série de dispositifs mise en parallèle de façon non limitative. Le dispositif est constitué d'un piston (A) muni d'un clapet (I) et translatant, en montée et en descente, dans un cylindre de guidage (B). Une robe pivotante (F), disposant d'une forme spécifique, est montée à la partie inférieure du cylindre (B). Le piston (A) qui est lié à la tige du vérin à double effet (C), transmet ses mouvements au piston de ce dernier. Ce vérin (C) est fixé au cylindre (B) par un système de fixation (E). Un jeu de clapets (D) assure un flux d'huile hydraulique à l'intérieur des circuits hydrauliques « d'allée et de retour » en mono¬ sens quelque soit le mouvement, montée ou descente. Les circuits hydrauliques « d'allée et de retour » sont reliés à un moteur hydraulique (H) qui est de sa part connecté à l'axe d'un générateur de courant électrique (G) à travers un multiplicateur de vitesse. L'unité (UCEV) est équipée d'un système de mesure de l'amplitude moyenne de la vague en fonction du temps, régulant ainsi la position de chacun des dispositifs en le translatant à l'aide d'un système de guidage (J) vers une position optimale. Le système de freinage (K) bloque le dispositif dans sa position, jusqu'au changement de l'amplitude moyenne de la vague en fonction du temps.

Description

Description Technique
L'invention, sujet de cette description technique, consiste en une Unité de Conversion de l'Energie des Vagues (UCEV) en une énergie mécanique puis électrique.
Cette unité (UCEV) s'adapte à une exploitation en mer, allant des zones côtières (peu profondes) jusqu'aux zones des eaux profondes. L'unité (UCEV) admet la mise en parallèle d'une série de dispositifs de conversion, de l'énergie mécanique (cinétique) longitudinale des vagues ainsi que l'énergie mécanique (ondulatoire) transversale, en énergie cinétique de translation via le piston (A).
La quantité d'énergie convertie est directement liée au nombre de dispositifs mis en parallèle. Ce nombre peut être illimité « n dispositifs ». (Voir dessin N°l) La robe (F) ayant une forme spécifique (Voir vue 3D N°5). peut être montée en liaison pivot à un certain angle par rapport à l'axe du cylindre de guidage (B) permettant ainsi d'exploiter les deux formes d'énergie de la vague (longitudinale et transversale) en convergeant la direction de l'énergie longitudinale et en l'additionnant à l'énergie transversale. La somme de ces deux énergies sera transmise au piston (A) par une translation tout au long du cylindre de guidage (B) qui est attaché à un point fixe. La robe (F) est munie d'un gouvernail (Voir vue 3D N°5), lui permettant de tourner et de se positionner en permanence face à la vague. Un minimum d'étanchéité est assuré entre les parois du piston (A) et le cylindre de guidage (B). Durant la phase de montée de la vague, la pression entre la surface de l'eau et le piston (A) croît à l'intérieur du cylindre (B). Par conséquent, le piston (A) monte avec sa propre poussée d'Archimède après avoir mis le clapet (I) en position ouverte. Ainsi, le dispositif présente une moindre résistance aux vagues rentrantes au cylindre (B) et a tendance à capter un maximum d'énergie reçue.
Au début de la phase de descente de la vague, une dépression se crée entre le piston (A) et la surface de l'eau, le clapet (I) est ainsi fermé. Le piston (A) descend sous l'effet de l'énergie potentielle de la quantité d'eau déjà piégée à l'intérieur du cylindre (B).
Un vérin à double effet (Ç) est encastré au cylindre de guidage (B) à laide d'un support de fixation (E). Le piston (A) qui est lié à la tige du vérin à double effet (Ç), transmet ses mouvements au piston de ce dernier. Durant les mouvements de montée et de descente du piston du vérin à double effet (Ç). Ce dernier pousse l'huile hydraulique vers le circuit hydraulique d'allée en mono-sens, que ce soit en montée ou en descente et ce, à l'aide d'un jeu de clapets (D). Ce dernier permet aussi d'aspirer de l'huile hydraulique dans le vérin à double effets (Ç) à travers le circuit hydraulique de retour et ce en mono-sens « quelque soit le mouvement de montée ou de descente ». Le circuit hydraulique d'allée est connecté à l'entrée d'un moteur hydraulique (H). Le circuit hydraulique de retour, est par ailleurs connecté à la sortie du moteur hydraulique (H) (Voir vue 3D N°7 et dessin N°l). Ainsi le flux de l'huile hydraulique est converti en un mouvement de rotation de l'axe du moteur (H) qui est connecté à l'axe d'un générateur de courant électrique (G) à travers un multiplicateur de vitesse (Voir vue 3D N"6), générant ainsi de l'énergie électrique propre (Voir dessin N°l). Sachant que l'amplitude de la vague varie en fonction du temps, formant une mesurande (valeur) fluctuante, la position de l'ensemble des dispositifs par rapport à la surface de l'eau doit impérativement changer. L'unité (UCEV) est munie d'un système de mesure de l'amplitude moyenne de la vague en fonction du temps, régulant ainsi la position de chacun des dispositifs en le translatant à l'aide d'un système de guidage (J) vers une position optimale. Le système de freinage ( ) bloque le dispositif dans sa position, jusqu'au changement de l'amplitude moyenne de la vague. Ainsi le système capte les énergies des vagues quelque soit l'amplitude de cette dernière « Faible, Moyenne ou élevée).

Claims

Revendications
Une Série de dispositifs, formant une unité de conversion de l'énergie des vagues (UCEV), en une énergie mécanique puis électrique. Chaque dispositif de 1 à n (voir Dessin N°l) est constitué d'un piston (A) muni d'un clapet (I) et translatant, en montée et en descente, dans un cylindre de guidage (B). Une robe pivotante (F), disposant d'une forme spécifique, est montée à la partie inférieure du cylindre (B). Le piston (A) qui est lié à la tige du vérin à double effet (C), transmet ses mouvements au piston de ce dernier. Ce vérin (C) est fixé au cylindre (B) par un système de fixation (E). Un jeu de clapets (D) assure un flux d'huile hydraulique à l'intérieur des circuits hydrauliques « d'allée et de retour » en mono-sens quelque soit le mouvement, montée ou descente. Les circuits hydrauliques « d'allée et de retour » sont reliés à un moteur hydraulique (H) qui est de sa part connecté à l'axe d'un générateur de courant électrique (G) et ce à travers un multiplicateur de vitesse. L'ensemble des dispositifs est maintenu dans une position optimale par rapport à la surface de l'eau et ce en fonction de l'amplitude moyenne des vagues, à l'aide d'un système de régulation (J et K).
Selon la revendication 1, le fonctionnement et/ou le rendement de l'UCEV sont indépendants de la période des vagues. Par conséquent, l'implantation, la répartition et l'emplacement des dispositifs peut se faire d'une manière aléatoire.
Selon la revendication 1 le fonctionnement et/ou le rendement de l'UCEV sont indépendants de l'amplitude des vagues et ce grâce au vérin à double effets (C) et au jeu de clapet (D). Ainsi l'amorçage de l'UCEV, le rendant productif, se déclenche à des faibles amplitudes de vague. 4- Selon la revendication 1, le fonctionnement et/ou le rendement de l'UCEV sont indépendants du sens de propagation de la vague et ce grâce à la robe (F), qui est munie d'un gouvernail, lui permettant de tourner et de se positionner face à la vague (Voir vue 3D N°5).
5- Selon les revendications 1, 2, 3 et 4, cette UCEV a l'avantage d'être monté en parallèle (une infinité d'unités) ; par conséquent l'énergie totale captée est la somme des énergies fournies par chaque dispositif séparément.
6- Comparant aux autres systèmes exploitants l'énergie des vagues et selon les revendications 1 et 3, cette UCEV capte les énergies relatives à chaque position, quelque soit l'amplitude moyenne des vagues en fonction du temps (Faible, Moyenne ou élevée), à l'aide d'un système (J et K) régulant sa position par rapport à la surface de la vague.
7- Selon la Revendication 1, l'UCEV convertie l'ensemble des énergies longitudinales et ondulatoire de la vague à l'aide de la robe (F) ayant une forme spécifique.
8- Selon la Revendication 1, le piston (A) n'exploite pas seulement l'énergie de la vague durant sa phase montée, mais aussi bien l'énergie potentielle de la quantité d'eau déjà piégée à l'intérieur du cylindre (B) pe dant la phase de descente et ce grâce au clapet (I).
9- Selon les revendications 1 et 5, l'avantage de l'UCEV consiste en l'indépendance et l'autonomie fonctionnelle entre les différents dispositifs qui la composent et continue à produire de l'énergie, même en cas d'arrêt d'un ou de plusieurs de ses dispositifs.
10- Selon l'une quelconque des revendications précédentes, l'UCEV peut servir comme "brise-lame" à proximité des zones portuaires et/ou côtières résidentielles et offre un moyen de protection producteur d'énergie pouvant ainsi remplacer les solutions passives existantes (rochers).
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