ES2274437T3 - Ensamblaje para energia de las olas. - Google Patents

Abstract

Ensamblaje para energía de las olas que comprende un casco (3) y un generador eléctrico lineal (5), cuyo rotor (7) está conectado mediante un medio de conexión (4) al casco para transmitir la fuerza elevadora del casco (3) al rotor (7) y cuyo estator (6) está dispuesto para ser anclado al fondo de un mar o lago (1); dicho ensamblaje comprende también medios de resorte (11, 11a, 11b) dispuestos para ejercer una fuerza en el rotor (7), la cual, durante al menos una parte del movimiento del rotor (7) está compensando la fuerza elevadora ejercida sobre el rotor (7) por el casco (3), estando dispuestos el rotor (7) como consecuencia del movimiento del casco (3) y la fuerza ejercida por los medios de resorte (11, 11a, 11b) para ejecutar un movimiento recíproco entre dos extremos que definen la longitud de carrera del rotor (7), estando el ensamblaje dispuesto para una longitud máxima fijada de la carrera, caracterizado porque el medio de resorte (11, 11a, 11b) está dispuesto para, a una amplitudde movimiento correspondiente al 50% de la longitud máxima de carrera del rotor (7), ejercer una fuerza cuya magnitud varía a razón de 2, 5 como máximo.

Description

Ensamblaje para energía de las olas.

Campo de la invención

La presente invención se refiere, en un primer aspecto, a un ensamblaje para energía de las olas que comprende un casco y un generador eléctrico lineal, cuyo rotor está conectado al casco mediante medios de conexión y cuyo estator está dispuesto para anclarlo al fondo del mar/de un lago, dicho ensamblaje también comprende medios de resorte dispuestos para ejercer una fuerza sobre el rotor, la cual, durante al menos una parte del movimiento del rotor está compensando la fuerza elevadora ejercida por el casco sobre el rotor, estando el rotor como consecuencia de los movimientos del casco y la fuerza ejercida por los medios de resorte dispuesto para ejecutar un movimiento recíproco entre dos posiciones extremas que definen la longitud de carrera del rotor, estando dispuesto el ensamblaje para una longitud máxima fijada de la carrera. La dirección del movimiento del rotor define la dirección longitudinal del generador y un plano perpendicular a la dirección del movimiento define la dirección transversal del generador.

En un segundo aspecto, la invención se refiere a una instalación para energía de las olas que comprende una pluralidad de ensamblajes para energía de las olas según la invención.

En un tercer aspecto, la invención se refiere al uso del ensamblaje para energía de las olas de la invención a fin de producir corriente eléctrica.

En un cuarto aspecto, la invención se refiere a un procedimiento para generar energía eléctrica.

En la presente solicitud, el término rotor se usa para la pieza móvil del generador lineal. Por lo tanto, se debería entender que el término rotor no se refiere a un cuerpo giratorio, sino a un cuerpo que oscila linealmente. Por consiguiente, mediante la dirección de movimiento del rotor, se hace referencia a la dirección lineal de movimiento del mismo.

El ensamblaje para energía de las olas según la invención está pensado, principalmente, para aplicaciones de hasta 500 kW, si bien no se limita a las mismas.

El hecho de que el estator esté dispuesto para anclaje al fondo del mar no implica necesariamente que esté situado en el mismo, ni tampoco que tenga que estar conectado rígidamente al fondo del mar. Por consiguiente, la construcción de estator puede, por supuesto, estar sujeta de manera flotante y el anclaje puede consistir, simplemente, en una cuerda o similar, que impide que el ensamblaje se aleje.

Antecedentes de la invención

Los movimientos de las olas del mar y de lagos grandes son una posible fuente de energía que hasta ahora se utiliza muy poco. La energía de las olas disponible depende de la altura de las olas y, naturalmente, es diferente para lugares diferentes. El promedio de energía de las olas durante un año depende de las diferentes condiciones eólicas, que están muy influenciadas por la distancia del lugar hasta la costa más cercana. Entre otras cosas, se han realizado mediciones en el Mar del Norte. Se han realizado mediciones de la altura de las olas en un punto de medición, aproximadamente, 100 km al oeste de la costa de Jutland, donde la profundidad era de, aproximadamente, 50 m.

A fin de utilizar la energía de la que se dispone gracias a los movimientos de las olas del mar, se han propuesto diferentes tipos de ensamblajes para energía de las olas para generar energía eléctrica. No obstante, los mismos no se pueden comparar satisfactoriamente con la producción de energía eléctrica convencional. Las instalaciones para energía de las olas desarrolladas hasta ahora han sido, en general, instalaciones de pruebas o se han usado para suministro local de energía a balizas de navegación. A fin de que la producción de electricidad comercial sea factible y que, de ese modo, se pueda acceder a la gran reserva de energía disponible en los movimientos de las olas del mar, no es sólo necesario llevar a cabo la colocación de los ensamblajes en zonas situadas adecuadamente, sino que también es necesario que el ensamblaje sea seguro, que tenga tanto un alto rendimiento como costes de fabricación y de funcionamiento bajos.

Entre los principios factibles de la conversión de energía del movimiento de las olas en energía eléctrica, a ese respecto, un generador debería, en la medida de lo posible, cumplir con estos requisitos.

Los movimientos verticales del casco que producen los movimientos de las olas se pueden transferir directamente a un movimiento oscilante del rotor del generador. Se puede hacer un generador lineal muy resistente y sencillo y, gracias a su anclaje al fondo, no verse afectado por las corrientes del agua. La única pieza móvil del generador será el rotor oscilante. Gracias a las pocas piezas móviles del mismo y a su sencilla construcción, el ensamblaje resulta muy seguro.

Por ejemplo, gracias al documento US 6020653 se conoce previamente un ensamblaje para energía de las olas, que se basa en el principio de generador lineal. Por lo tanto, la memoria descriptiva describe un generador anclado en el fondo, generador que produce energía eléctrica a partir de los movimientos de las olas de la superficie del mar. Una bobina de generador está conectada a un casco, de manera que la bobina se mueve hacia arriba y hacia abajo con los movimientos de las olas. Un campo magnético actúa sobre la bobina cuando la misma se mueve, de manera que se genera una fuerza electromagnética en la misma. El campo magnético es tal que proporciona un campo uniforme que tiene una única orientación magnética a lo largo de la longitud de carrera de toda la bobina. El generador comprende una placa de base en el fondo del mar que tiene el núcleo magnético en el que se mueve la bobina.

Además, gracias al documento US 4539485 se conoce previamente un ensamblaje para energía de las olas provisto de un generador eléctrico lineal. El rotor del mismo consiste en una serie de imanes permanentes y el bobinado del generador está dispuesto en el estator circundante.

Además, en el documento PCT/SEO2/02405, se describe un ensamblaje para energía de las olas que tiene un generador lineal en el que el rotor es de imanes permanentes y el estator comprende un bobinado que forma una pluralidad de polos distribuidos en la dirección de movimiento del rotor. Un medio de resorte se dispone en forma de resorte de tensión y ejerce un fuerza ténsil dirigida hacia abajo sobre el rotor, es decir, dirigida contra la fuerza elevadora del casco.

Cuando el casco es levantado por una ola, esto implica que el rotor del generador es empujado hacia arriba. Una parte de la energía generada en esa ocasión se convierte en energía eléctrica y una parte se acumula en el resorte de tensión. Cuando el casco se mueve de una cresta de la ola a una parte baja de la ola, el rotor es empujado hacia abajo por el resorte de tensión. Así, la energía acumulada en el resorte se convierte en energía eléctrica.

Cuando se use un sencillo resorte de tensión mecánico, se realizará la conversión a energía eléctrica de manera no uniforme, lo que crea alteraciones y provoca condiciones menos favorables para la conversión de energía.

El objetivo de la presente invención es, frente a estos antecedentes, intentar superar dicho problema en un ensamblaje para energía de las olas de este tipo para optimizar la conversión a energía eléctrica.

Resumen de la invención

El montaje del objeto se ha logrado en un primer aspecto de la invención mediante un ensamblaje para energía de las olas del tipo definido en el preámbulo de la reivindicación 1 que comprende las características especiales del medio de resorte dispuesto para, a una amplitud de movimiento correspondiente al 50% de la longitud máxima de carrera del rotor, ejercer una fuerza, cuya magnitud varía a razón de 2,5 como máximo.

La solución según la invención se basa en una identificación de las causas de la emergencia de las alteraciones y la inferior conversión de energía. Las causas pueden derivarse al modo funcional de un resorte de tensión mecánico. La fuerza de resorte de éste es normalmente proporcional a la extensión del resorte desde una posición neutral. Por tanto, la fuerza ejercida por el resorte sobre el rotor variará considerablemente durante el movimiento del rotor, y con ello también la velocidad del rotor. Al mover hacia arriba el rotor, al principio una parte relativamente grande de la energía se transmite a la energía eléctrica y sólo una parte más pequeña al resorte, dado que en esa ocasión la fuerza de reacción del mismo es relativamente pequeña. Durante la última parte del movimiento, la relación se invierte, ya que la fuerza del resorte es entonces mayor. Una sucesión correspondiente de acontecimientos también tiene lugar con el movimiento hacia abajo. Aquí, se debe encontrar una causa decisiva de la conversión no uniforme de la energía.

Así, basándose en este enfoque, según la invención se usa un medio de resorte reduciéndose dicha no uniformidad por el hecho de que la variación en la fuerza del resorte es limitada. Gracias a que la variación de la fuerza del resorte tiene un máximo de 1:2,5 sobre dicho intervalo, la relación entre la energía acumulada en el medio de resorte y la energía que se convierte en energía eléctrica variará relativamente poco durante el movimiento del rotor. La consecuencia es una conversión mejorada a energía eléctrica.

La variación limitada de la fuerza de resorte como función de la posición del rotor puede proporcionarse de muy diferentes maneras. Por ejemplo, se puede utilizar un resorte muy largo, que ya en la posición del rotor que corresponde a una longitud reducida del resorte tenga tanta energía que la fuerza ténsil ascienda a la mitad de la fuerza ténsil que aparece en el otro extremo. Otro modo es que el medio de resorte esté compuesto por una pluralidad de resortes, que aporten un resorte total característico del tipo deseado. El uso de un resorte de torsión constituye otra alternativa factible. Además, existen otros tipos de resortes además de los puramente mecánicos que pueden usarse ventajosamente para conseguir la variación de fuerza deseada.

Según una realización preferida del ensamblaje para energía de las olas de la invención, la magnitud de la fuerza del medio de resorte varía dentro de dicho intervalo a razón de 1,25 como máximo. Como debería desprenderse de la explicación anterior, es preferible que la fuerza varíe lo mínimo posible durante el movimiento. Aunque un intervalo de variación de 1:2,5 ya conlleva importantes ventajas, es aún más favorable con un rango de variación menor. Por tanto, una variación de 1:1,25 como máximo conlleva una realización particularmente favorable.

Según una realización preferida adicional, la fuerza es sustancialmente constante. Como debería deducirse del razonamiento inmediatamente anterior, esto constituye la realización óptima con respecto al problema en el que se centra la presente invención.

Según una realización preferida adicional, el medio de resorte está dispuesto para, a una amplitud de movimiento correspondiente al 90% de la longitud máxima de carrera del rotor, ejercer una fuerza cuya magnitud varía a razón de 10 como máximo. Es cierto que las ventajas de la invención se aprovechan en gran medida también cuando el rango de limitación de fuerza- variación sólo constituye aproximadamente un 50% de la longitud máxima de carrera, ya que el movimiento de las olas a menudo se encuentra dentro de este rango. Además, cuando el movimiento de las olas es mayor que eso, se consigue aún el efecto durante la mayor parte del movimiento. Sin embargo, si el rango de limitación de la variación de la fuerza se extiende según esta realización, será posible aprovechar completamente las ventajas de la invención también en caso de movimientos de las olas muy fuertes.

Según una realización preferida adicional, la fuerza varía a razón de 1,5 como máximo sobre dicho rango mayor. Así se consigue una realización especialmente favorable.

Según una realización preferida adicional, el medio de resorte comprende un resorte a gas. Dado que éste normalmente tiene una fuerza de resorte que es substancialmente constante, independientemente del grado de extensión, el uso de un resorte a gas es extremadamente conveniente en esta conexión.

Según una realización alternativa, el medio de resorte es mecánico. Es cierto que tal solución requiere medidas especiales para determinar la característica del resorte. En algunas aplicaciones, no obstante, esta realización puede presentar una forma ventajosa, simple y fiable de la invención.

Según una realización preferida adicional, el medio de resorte tiene una característica de resorte no lineal. Esto facilita la optimización de la variación de la fuerza, mientras que considera otras condiciones que influyen en la sucesión de los acontecimientos.

Según una realización preferida adicional, el medio de resorte comprende un resorte controlado activamente. Así, se puede adaptar la alteración de la fuerza de resorte a circunstancias específicas que tienen lugar durante la sucesión de los acontecimientos, por ejemplo, controlando la fuerza del resorte de acuerdo con algún parámetro significativo para la eficacia de la conversión de energía.

Según una realización preferida adicional, el medio de resorte comprende una pluralidad de resortes. Éste es un procedimiento sencillo para proporcionar el perfil deseado para la variación de la fuerza.

Según una realización preferida adicional, el medio de resorte está dispuesto para, en una distancia corta próxima al extremo del rotor que corresponde a la posición del casco en una cresta de una ola, con la máxima longitud de carrera, ejercer una fuerza mucho mayor que la fuerza máxima por debajo del 90% de la longitud máxima de carrera del rotor. Así, se consigue un poderoso frenado del movimiento hacia arriba del rotor en la fase final del mismo cuando el movimiento de la ola es tal que se utiliza la longitud máxima de la carrera. Por medio de este frenado, se evitan los riesgos de daño en comparación con un tope rígido que limitara la longitud de la carrera.

En esa conexión, según una realización preferida, dicha distancia corta constituye menos del 10% de la longitud máxima de carrera del rotor. Una distancia de frenado de ese tamaño es suficientemente amplia para permitir un frenado razonablemente suave y suficientemente pequeño para no sufrir ningún impacto que altere durante el movimiento en otros aspectos. Preferentemente, dicha distancia es de menos de un 5% de la longitud máxima de carrera.

Según una realización preferida adicional, la fuerza aumenta sobre dicha distancia corta cuando disminuye la distancia al extremo. Así el frenado no es brusco ya que, para empezar, se produce suavemente y sólo se produce con plena fuerza cuando está bastante cerca del extremo.

Según una realización preferida adicional, el medio de resorte comprende uno o más elementos de resorte individuales para aplicar fuerza sobre dicha distancia corta. En el caso de que la fuerza del resorte sobre dicha distancia fuera considerablemente diferente de la fuerza durante el resto del movimiento, uno o más elementos individuales es una manera sencilla y conveniente de conseguir esto.

En esa conexión, según una realización preferida, cada elemento de resorte individual es un compresor mecánico o resorte de tensión. Tal elemento es apropiado para la consecución de la característica deseada durante esta fase. Preferentemente, el elemento puede consistir en un cuerpo de caucho.

Las realizaciones preferidas anteriormente mencionadas del ensamblaje para energía de las olas de la invención se definen en las reivindicaciones dependientes de la reivindicación 1.

En el segundo, tercer y cuarto aspectos de la invención, se ha conseguido el montaje del objeto por medio de una instalación para energía de las olas que comprende una pluralidad de ensamblajes de energía del las olas según la invención, por medio del uso de una instalación para energía de las olas según la invención para producir corriente eléctrica y por medio de un procedimiento para producir corriente eléctrica que se lleva a cabo mediante un ensamblaje para energía de las olas según la invención, respectivamente, que están definidos, respectivamente, en las reivindicaciones 16, 17 y 18.

Por medio del ensamblaje para energía de las olas de la invención, del uso de la invención y del procedimiento de la invención, se obtienen ventajas correspondientes tal como en el ensamblaje para energía de las olas de la invención y las realizaciones preferidas del mismo que se han descrito anteriormente.

La invención se explica con más detalle mediante la descripción detallada adjunta de ejemplos de realizaciones ventajosas de la misma, haciéndose referencia a los dibujos adjuntos.

Breve descripción de los dibujos

La fig. 1 es una vista lateral esquemática de un ensamblaje para energía de las olas conocido del tipo relacionado con el de la invención.

La fig. 2 es una sección a lo largo de la línea II-II de la fig. 1.

La fig. 3 muestra un detalle del ensamblaje para energía de las olas que está fuera del alcance de la invención.

La fig. 4 es un gráfico que ilustra la fuerza de resorte como una función de la distancia del movimiento en el ensamblaje para energía de las olas según la fig. 3.

La fig. 5 muestra, del mismo modo que en la fig. 3, un detalle correspondiente de un ensamblaje para energía de las olas según la invención.

La fig. 6 es un gráfico que corresponde al de la fig. 4 y está relacionado con la fig. 5.

La fig. 7 muestra un ejemplo alternativo de realización de un detalle de la invención.

La fig. 8 es un gráfico que corresponde al de las figs. 4 y 5 y que está relacionado con el ejemplo de la fig. 7.

La fig. 9 muestra un ejemplo alternativo adicional de realización de un detalle de la invención.

La fig. 10 es un gráfico que corresponde al de las figs. 4 y 5 y que está relacionado con el ejemplo de la fig. 9.

La fig. 11 muestra un ejemplo alternativo adicional de realización de un detalle de la invención.

La fig. 12 es un gráfico que corresponde al de las figs. 4 y 5 y que está relacionado con el ejemplo de la fig. 11.

La fig. 13 es un gráfico correspondiente que ilustra un ejemplo adicional de realización.

La fig. 14 ilustra un ejemplo alternativo de realización del medio de resorte.

La fig. 15 ilustra un ejemplo alternativo adicional de realización del medio de resorte.

La fig. 16 es un gráfico que ilustra relaciones alternativas entre la posición del rotor y la fuerza de resorte.

La fig. 17 es un diagrama que ilustra la conexión de una pluralidad de ensamblajes según la invención a una instalación para energía de las olas.

Descripción de ejemplos ventajosos de formas de realización

La fig. 1 ilustra el principio de un ensamblaje para energía de las olas según la invención. Un casco 3 está dispuesto para que flote en la superficie del mar 2. Las olas imparten un movimiento vertical oscilante al casco 3. Un generador lineal 5 está anclado en el fondo 1 por medio de una placa de base 8 sujeta al fondo, placa que puede ser una losa de hormigón. El estator 6a, 6c del generador lineal está sujeto a la placa de base 8. El estator consiste en cuatro grupos estatores de tipo columna vertical, de los que en la figura sólo se pueden ver dos. En el espacio entre los grupos estatores está dispuesto el rotor 7 del generador. El mismo está conectado al casco 3 por medio de una cuerda 4. El rotor 7 es de material magnético permanente.

La placa de base 8 tiene un orificio 10 dispuesto en el centro y, concéntricamente con el mismo, hay un orificio de fondo 9 hendido en el fondo del mar. El orificio de fondo 9 puede estar revestido de manera adecuada. Un resorte tensor 11 está sujeto al extremo inferior del orificio de fondo 9, que con el otro extremo del mismo está sujeto al extremo inferior del rotor 7. El orificio 10 de la placa de base 8 y el orificio de fondo 9 tienen un diámetro que permite que el rotor 7 se mueva libremente a través de los mismos.

Cada grupo estator 6a, 6c comprende una serie de módulos. En el ejemplo que se muestra, en el grupo estator 6a está marcado cómo el mismo está dividido en tres módulos distribuidos verticalmente 61, 62, 63.

Cuando el casco 3 se mueve hacia arriba y hacia abajo gracias a los movimientos de las olas de la superficie del mar 2, dicho movimiento se transfiere a través de la cuerda 4 al rotor 7, que recibe un movimiento oscilante correspondiente entre los grupos estatores. Por lo tanto, se genera corriente en los bobinados del estator. El orificio de fondo 9 permite que el rotor pase todo el estator en el movimiento descendente del mismo. El resorte de tensión 11 proporciona una fuerza adicional al movimiento hacia abajo para que la cuerda 4 se mantenga extendida en todo momento.

El resorte puede también estar formado para que en ciertas ocasiones pueda también ejercer una fuerza dirigida hacia arriba. Mediante un medio de control 28, la constante del resorte se puede ajustar para conseguir resonancia durante la mayor parte del tiempo posible.

Para que sea capaz de resistir al agua salada, el estator está impregnado total o parcialmente con VPI o silicona.

La fig. 2 es una sección a lo largo de la línea II-II de la fig. 1. En este ejemplo, el rotor 7 tiene una sección transversal cuadrada y un grupo estator 6a a 6d está dispuesto en cada lateral del rotor 7. El bobinado del grupo estator respectivo está indicado con los números 12a a 12d. En la figura, también se ve la orientación de las chapas metálicas de cada grupo estator. El entrehierro entre el rotor y los grupos estatores adyacentes es de aproximadamente unos mm.

El principio básico de la presente invención se ilustra en las figs. 3 a 6. La fig. 3 ilustra esquemáticamente el rotor 7 de un ensamblaje para energía de las olas, un resorte de tensión 11 sujetado al mismo y la cuerda 4 que conecta el rotor 7 con el casco. La figura pretende ilustrar el problema relacionado con la presente invención y muestra por tanto una realización que se encuentra fuera del alcance de la invención. Se muestra el rotor en su extremo inferior máximo. La figura se presenta con una escala de longitudes, en la que 0 representa el extremo inferior del rotor y 4 el extremo superior del mismo. Puede considerarse como unidad de longitud, para aumentar la sencillez, un metro. En el extremo inferior del rotor, el resorte se encuentra en su posición neutral y no ejerce fuerza alguna sobre el rotor 7. Cuando el rotor 7 es empujado hacia arriba por el movimiento elevador del casco, el resorte 11 se carga de energía para que el resorte de tensión someta al rotor en s=1 a una fuerza ténsil F_{1}, y en s=2, a una fuerza ténsil F_{2} del resorte de tensión, etc. La fuerza del resorte es proporcional a la extensión, de manera que F_{2} = 2 F_{1}, etc.

Esto se ilustra en el gráfico de la fig. 4, siendo la fuerza F de resorte una función de la distancia s del rotor al extremo inferior del mismo. Del mismo modo, esto aumenta poderosamente durante el movimiento hacia arriba, lo que tiene como consecuencia los inconvenientes mencionados en la introducción de la descripción. Además, a una amplitud relativamente moderada de la ola correspondiente a la mitad de la máxima longitud de carrera, la fuerza varía a razón de 3. F_{0} = la fuerza en el extremo inferior = 0, F_{4} = la fuerza en el extremo superior. Para una amplitud del 90% de la longitud máxima de carrera, la fuerza variará a razón de 19.

La fig. 5 ilustra de manera correspondiente a la fig. 3 un ensamblaje para energía de las olas según la invención. Aquí, el resorte de tensión 11 está previamente tensionado cuando el rotor se encuentra en el extremo inferior del mismo. En esa posición, el resorte 11 tiene una longitud que es tres veces su longitud en la posición neutral. Así, ya en el extremo inferior del mismo, el resorte somete al rotor a una fuerza F_{0}. Cuando el rotor se ha movido 1 m hacia arriba, con el punto de inicio indicado, la fuerza del resorte F_{1} es F_{1} = \frac{3}{2} F_{0}, En la posición 2 m sobre el extremo, la fuerza es F_{2} = \frac{4}{2} F_{0}.

En el gráfico de la fig. 6, de manera correspondiente a la fig. 4, se ilustra cómo varía la fuerza con la distancia del rotor al extremo inferior del mismo. La fuerza variará a razón de 3 entre los extremos. Con el movimiento del rotor de la mitad de la longitud máxima de carrera, la fuerza variará como mucho a razón de 1,7. Con el movimiento del rotor del 90% de la longitud máxima de la carrera, la fuerza variará a razón de aproximadamente 3.

De ahí que una realización según la fig. 5 reduzca considerablemente el problema de la variación de la fuerza, aunque sólo hasta cierto punto. Es deseable que la inclinación del gráfico sea lo más plana posible. Incluso se puede conseguir naturalmente una inclinación más plana utilizando un resorte aún más largo que, en el extremo inferior del rotor, esté más extendido que en el ejemplo mostrado en la fig. 5. No obstante, tener un resorte de tensión muy largo puede conllevar inconvenientes prácticos. En su lugar, se puede conseguir el efecto correspondiente dejando que el medio de resorte esté formado por una pluralidad de elementos de resortes individuales, conectados de manera que se consiga una característica plana en el gráfico F-s.

En la fig. 7 se muestra una realización alternativa, consistiendo el medio de resorte en un resorte de torsión 11 conectado al rotor a través de un mecanismo de transmisión del movimiento 13 que transforma el movimiento lineal en movimiento rotatorio.

Mediante un diseño apropiado del resorte de torsión y un grado de tensión previa del mismo, se puede obtener un gráfico F-s relativamente plano tal como se ilustra en la fig. 8, variando la fuerza de resorte del rotor entre los extremos máximos del mismo menos de un 20%.

En la fig. 9 se ilustra un ejemplo adicional alternativo de realización de la invención. El medio de resorte aquí consiste en un resorte a gas 11b. Éste es excepcionalmente adecuado en esta conexión, ya que los resortes a gas están disponibles en diseños en los que la fuerza del resorte es sustancialmente constante, independientemente de la extensión.

En la fig. 10, esto se ilustra mediante un gráfico correspondiente, como en los gráficos previamente mostrados.

En la fig. 11 se muestra un ejemplo adicional de realización. En el extremo superior del conjunto de estatores, en cada unidad de estator se sujeta un puntal 14 al cual se sujeta un cuerpo de caucho 15. Cuando el rotor se acerque al extremo superior del mismo, estará en la etapa final contiguo a los cuerpos de caucho 15, que en esa ocasión estarán comprimidos. En esa conexión, los cuerpos de caucho constituyen una parte del medio de resorte total que actúa sobre el rotor 7 y que en otros aspectos puede comprender alguno de los elementos de resorte descritos anteriormente. El objetivo de los cuerpos de caucho es conseguir un frenado suave del rotor junto al extremo.

Desde el momento en que el rotor entra en contacto con los cuerpos de caucho 15, se añade una intensa fuerza dirigida hacia abajo al rotor, que se convierte en muy fuerte cuando comprime los cuerpos de caucho. El curso de los acontecimientos se ilustra gráficamente en la fig. 12.

Una disposición correspondiente puede realizarse en el extremo inferior del rotor. Esta realización se representa en el gráfico de la fig. 13.

Se debe destacar que la descripción hecha anteriormente está basada en una simplificación idealizada. El dibujo se complica por el movimiento hacia arriba y abajo del casco que no es uniforme, dependiendo de la forma de las olas. Además, la inmersión del casco en el agua se verá influida por la magnitud de la fuerza de reacción, que, junto con la elasticidad de la línea, confiere contribuciones adicionales de fuerzas elásticas. Sin embargo, estos aspectos tienen un impacto relativamente bajo y no reducen la relevancia del principio fundamental.

En la fig. 14 se ilustra cómo el medio de resorte 11 c puede estar formado por una pluralidad de resortes, en la que cada resorte puede tener una característica particular y en la que el punto de sujeción puede estar a diferentes alturas. Diferentes tipos de resortes pueden estar comprendidos y conectados entre ellos de distintas maneras.

En la fig. 15 se ilustra cómo se puede controlar la fuerza de resorte de un medio de resorte. Esto se simboliza en la figura por medio de un soporte de ajuste desplazable 16, cuya posición está afectada por una unidad de control 17. Esto se puede disponer para controlar automáticamente la posición del soporte de sujeción en respuesta a señales de una unidad sensora 16 que, por ejemplo, puede detectar la corriente generada en el estator.

La magnitud de la fuerza de resorte como una función de la posición del rotor no tiene que ser necesariamente lineal. En la fig. 16, se ilustran algunos ejemplos en los que esto no es así. De esta manera, la función puede ser tal que a mayor distancia del rotor desde la posición del fondo, mayor rapidez de incremento de la fuerza del resorte, que corresponde a la curva A. Lo opuesto también puede ocurrir, como se ve en la curva B. Las curvas C y D representan sucesiones de acontecimientos teniendo la fuerza de resorte un máximo y un mínimo, respectivamente, en la posición central del rotor. La curva E ilustra una alternativa adicional, en la que la función está compuesta por una pluralidad de secciones lineales. Las funciones ilustradas se pueden conseguir con una combinación adecuada de resortes y/o control de la fuerza del correspondiente resorte.

Una instalación para energía de las olas según la invención consiste en dos o más ensamblajes del tipo descrito anteriormente. En la fig. 17 se ilustra cómo estos están conectados para llevar la energía a una red de suministro. En el ejemplo mostrado, la instalación para energía consiste en tres ensamblajes indicados simbólicamente por 20a-20c. Cada ensamblaje está conectado, a través de un interruptor o contactor 21 y un rectificador 22, conectado a un conversor 23, en un circuito bipolar según la figura. En la figura, sólo se ha dibujado un esquema del circuito para el ensamblaje 20a. Se debe resaltar que otros ensamblajes 20b, 20c están conectados correspondientemente. El conversor 23 transmite una corriente trifásica a la red de suministro 25, posiblemente a través de un transformador 24 y/o un filtro. Los rectificadores pueden ser diodos que pueden estar controlados por puerta y del tipo IGBT (transistor bipolar de puerta aislada), GTO (tiristor de bloqueo por puerta) o tiristor, comprendiendo componentes bipolares controlados por puerta, o no estar controlados.

Los voltajes en el lado DC pueden estar conectados en paralelo, conectados en serie o una combinación de ambos.

Claims (18)

1. Ensamblaje para energía de las olas que comprende un casco (3) y un generador eléctrico lineal (5), cuyo rotor (7) está conectado mediante un medio de conexión (4) al casco para transmitir la fuerza elevadora del casco (3) al rotor (7) y cuyo estator (6) está dispuesto para ser anclado al fondo de un mar o lago (1); dicho ensamblaje comprende también medios de resorte (11, 11a, 11b) dispuestos para ejercer una fuerza en el rotor (7), la cual, durante al menos una parte del movimiento del rotor (7) está compensando la fuerza elevadora ejercida sobre el rotor (7) por el casco (3), estando dispuestos el rotor (7) como consecuencia del movimiento del casco (3) y la fuerza ejercida por los medios de resorte (11, 11a, 11b) para ejecutar un movimiento recíproco entre dos extremos que definen la longitud de carrera del rotor (7), estando el ensamblaje dispuesto para una longitud máxima fijada de la carrera, caracterizado porque el medio de resorte (11, 11a, 11b) está dispuesto para, a una amplitud de movimiento correspondiente al 50% de la longitud máxima de carrera del rotor (7), ejercer una fuerza cuya magnitud varía a razón de 2,5 como
máximo.

2. Ensamblaje para energía de las olas según la reivindicación 1, caracterizado porque la magnitud de dicha fuerza varía a razón de 1,25 como máximo.

3. Ensamblaje para energía de las olas según la reivindicación 2 caracterizado porque la magnitud de dicha fuerza es sustancialmente constante.

4. Ensamblaje para energía de las olas según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizado porque el medio de resorte (11, 11a, 11b) está dispuesto para, a una amplitud de movimiento correspondiente al 90% de la longitud máxima de carrera del rotor (7), ejercer una fuerza cuya magnitud varía a razón de 10 como máximo.

5. Ensamblaje para energía de las olas según la reivindicación 4, caracterizado porque el medio de resorte (11, 11a, 11b) está dispuesto para, a una amplitud de movimiento correspondiente al 90% de la longitud máxima de carrera del rotor (7), ejercer una fuerza cuya magnitud varía a razón de 1,5 como máximo.

6. Ensamblaje para energía de las olas según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5, caracterizado porque el medio de resorte comprende un resorte a gas (11b).

7. Ensamblaje para energía de las olas según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 6, caracterizado porque el medio de resorte comprende un resorte mecánico (11, 11a).

8. Ensamblaje para energía de las olas según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 7, caracterizado porque el medio de resorte tiene una característica de resorte no lineal.

9. Ensamblaje para energía de las olas según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 8, caracterizado porque el medio de resorte comprende un resorte controlado activamente.

10. Ensamblaje para energía de las olas según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 9, caracterizado porque el medio de resorte comprende una pluralidad de resortes.

11. Ensamblaje para energía de las olas según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 10, caracterizado porque el medio de resorte está dispuesto para, en una distancia corta próxima al extremo del rotor (7) que corresponde a la posición del casco (3) en una cresta de una ola, con la máxima longitud de carrera, ejercer una fuerza mucho mayor que la fuerza máxima por debajo de una amplitud de movimiento del 90% de la longitud máxima de carrera del rotor (7).

12. Ensamblaje para energía de las olas según la reivindicación 11, caracterizado porque dicha distancia corta constituye menos del 10% de la longitud máxima de carrera del rotor.

13. Ensamblaje para energía de las olas según las reivindicaciones 11 a 12, caracterizado porque el medio de resorte (11, 11a, 11b, 15) está dispuesto de tal manera que la fuerza próxima a dicho extremo aumenta cuando disminuye la distancia al extremo.

14. Ensamblaje para energía de las olas según una cualquiera de las reivindicaciones 11 a 13, caracterizado porque el medio de resorte (11, 11a, 11b, 15) comprende uno o más elementos de resorte individuales (15) para aplicar la fuerza sobre dicha distancia corta.

15. Ensamblaje para energía de las olas según la reivindicación 14, caracterizado porque cada elemento individual de resorte (15) consiste en un compresor mecánico o resorte de tensión.

16. Instalación para energía de las olas caracterizada porque comprende una pluralidad de ensamblajes de energía de las olas (20a-20c) según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 15.

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17. Uso de un ensamblaje para energía de las olas según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 15 para generar energía eléctrica.

18. Procedimiento para generar energía eléctrica caracterizado porque la energía eléctrica se genera mediante uno o más ensamblajes según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 15.