ES2306784T3 - Aparato y metodo para optimizar la transferencia de potencia producida por un convertidor de energia undimotriz (wec). - Google Patents
Aparato y metodo para optimizar la transferencia de potencia producida por un convertidor de energia undimotriz (wec). Download PDFInfo
- Publication number
- ES2306784T3 ES2306784T3 ES02768448T ES02768448T ES2306784T3 ES 2306784 T3 ES2306784 T3 ES 2306784T3 ES 02768448 T ES02768448 T ES 02768448T ES 02768448 T ES02768448 T ES 02768448T ES 2306784 T3 ES2306784 T3 ES 2306784T3
- Authority
- ES
- Spain
- Prior art keywords
- load
- converter
- wave
- wec
- power converter
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 10
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 34
- 230000033001 locomotion Effects 0.000 claims abstract description 22
- 230000001939 inductive effect Effects 0.000 claims description 25
- 230000004044 response Effects 0.000 claims description 8
- 238000010248 power generation Methods 0.000 claims description 5
- 230000007423 decrease Effects 0.000 claims description 4
- 230000008878 coupling Effects 0.000 claims description 2
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 claims description 2
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 claims description 2
- 239000003153 chemical reaction reagent Substances 0.000 claims 1
- 230000005611 electricity Effects 0.000 claims 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 12
- 230000008859 change Effects 0.000 description 5
- 238000000605 extraction Methods 0.000 description 5
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 4
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 3
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 3
- 230000001133 acceleration Effects 0.000 description 2
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 2
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 description 2
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 2
- 230000000737 periodic effect Effects 0.000 description 2
- 241001125929 Trisopterus luscus Species 0.000 description 1
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 1
- 230000009471 action Effects 0.000 description 1
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 description 1
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 description 1
- 238000006731 degradation reaction Methods 0.000 description 1
- 230000001934 delay Effects 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 230000005484 gravity Effects 0.000 description 1
- 238000013178 mathematical model Methods 0.000 description 1
- 230000007935 neutral effect Effects 0.000 description 1
- 238000005457 optimization Methods 0.000 description 1
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 description 1
- 230000011664 signaling Effects 0.000 description 1
- 238000001228 spectrum Methods 0.000 description 1
- 238000006467 substitution reaction Methods 0.000 description 1
- 238000004804 winding Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- 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
- F03B13/148—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 static pressure increase due to the wave
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- 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
- Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
- Y02E10/30—Energy from the sea, e.g. using wave energy or salinity gradient
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Other Liquid Machine Or Engine Such As Wave Power Use (AREA)
- Control Of Eletrric Generators (AREA)
- Paper (AREA)
- Engine Equipment That Uses Special Cycles (AREA)
Abstract
Convertidor de energía undimotriz (WEC) que comprende: una cubierta (10) montada sobre un pistón (12) que forma una combinación que cuando se coloca en un cuerpo de agua es sensible a las olas en el cuerpo de agua para producir un movimiento relativo entre la cubierta y el pistón; un convertidor de movimiento mecánico en energía eléctrica, que incluye un generador eléctrico (20, 22, 24, 40, 42), sensible al movimiento relativo entre la cubierta y el pistón para producir en una salida del generador eléctrico al menos un voltaje y una corriente, que es una función del movimiento relativo; caracterizado por: medios (44, 50) que unen una carga (60) en la salida del generador eléctrico, teniendo dicha carga una impedancia, cuyo valor es seleccionado como una función del periodo de las olas en dicho cuerpo de agua y de la masa efectiva de la cubierta; donde la masa efectiva incluye agua dentro de la cubierta y el agua movido por la cubierta.
Description
Aparato y método para optimizar la transferencia
de potencia producida por un convertidor de energía undimotriz
(WEC).
Esta solicitud reivindica la prioridad basada en
una solicitud de patente estadounidense previamente depositada
titulada "APPARATUS AND METHOD FOR OPTIMIZING THE POWER TRANSFER
PRODUCED BY A WAVE ENERGY CONVERTER (WEC)" (Aparato y método
para optimizar la transferencia de potencia producida por un
convertidor de energía undimotriz (WEC)) depositada el 8/6/01 con
el número de serie S/N 09/922,877.
Esta invención se refiere a la conversión de
energía de fuentes naturales de energía mecánica, tal como la
energía mecánica presente en las olas de la superficie del océano a
energía eléctrica y en particular, a la producción y transferencia
eficiente de esa energía.
Son conocidos varios sistemas de convertidores
de energía undimotriz (WEC). Por ejemplo, se ha hecho referencia a
la solicitud de patente estadounidense S/N 09/379,421 depositada el
21 de agosto 1999, titulada "Wave Energy Converter Utilizing
Pressure Difference" (Convertidor de energía undimotriz que
utiliza diferencias de presión), y a la solicitud de patente
estadounidense S/N 09/922,877, depositada el 6 de agosto 2001,
titulada "Apparatus And Method For Optimizing The power Transfer
Produced By A Wave Energy Converter (WEC)" (Aparato y método
para optimizar la transferencia de potencia producida por un
convertidor de energía undimotriz (WEC)), transferidas ambas al
cesionario de la presente solicitud.
US-A 4 203 294 (D1) y la técnica
anterior muestran una cubierta sobre un pistón y un convertidor de
movimiento mecánico en energía eléctrica conectado entre éstos de
manera que cuando son colocados en un cuerpo de agua se produce
energía eléctrica en respuesta a las olas.
Existen numerosos problemas en el diseño de un
sistema mecánico para aprovechar la energía contenida en las olas
del océano. Particularmente, existe un problema en cuanto al
aprovechamiento de esta energía eficientemente. Además, hay otro
problema adicional en cuanto a la conversión de la energía mecánica
en energía eléctrica de una manera eficiente. Una dificultad
significativa en aumentar la eficiencia de la conversión de la
energía undimotriz del océano en energía eléctrica se debe al hecho
de que las olas varían continuamente en amplitud, frecuencia y fase
en función del tiempo.
La invención del solicitante reside en parte en
el reconocimiento de que algunos parámetros y componentes tienen
que ser controlados para optimizar la transferencia de la potencia.
La invención del solicitante también reside en el reconocimiento de
que un sistema mecánico que genere potencia puede ser caracterizado
como un elemento capacitativo (o inductivo) eficaz y que puede ser
añadido un elemento inductivo (o capacitativo) al sistema para
resonar con la capacitancia (inductancia) efectiva del sistema
mecánico para aumentar la eficiencia de la transferencia de
potencia. Por consiguiente, los sistemas que concretan la invención
incluyen elementos inductivos (o capacitativos) que tienden a
causar resonancia con la capacitancia (inductancia) eficaz del
sistema mecánico que genera la potencia para aumentar la eficiencia
del sistema.
La invención del solicitante también reside en
el reconocimiento de que la carga ligada al sistema tiene un valor
óptimo y en ajustar la carga a dicho valor para aumentar la
transferencia de la potencia y la eficiencia del sistema.
La invención del solicitante también reside en
el reconocimiento de que la capacitancia (inductancia) efectiva de
un sistema de convertidor de energía mecánica varía como una
función de la frecuencia de las olas del océano. Por consiguiente,
los sistemas que concretan la invención pueden incluir un
controlador que responde a la frecuencia de las olas del océano para
variar la carga y/o el valor del elemento inductivo (capacitativo)
ligado al sistema para resonar con el convertidor mecánico. El
controlador puede también ser usado para variar la carga en orden a
asegurar que el valor de la carga aplicada en la salida de un
generador eléctrico pueda ser un valor que varíe continuamente, lo
que asegura la transferencia óptima de potencia a la carga.
En el dibujo anexo los caracteres de referencia
similares indican componentes similares; y
la Figura 1 es un croquis de un sistema de un
convertidor de energía undimotriz tubular (WEC) con un pistón
utilizado en un cuerpo de agua para capturar la energía de las olas
del océano y que puede ser usado para practicar la invención;
las Figuras 2 y 2A son secciones transversales
de convertidores de energía undimotriz que pueden ser usados para
practicar la invención;
la Figura 3 es un diagrama esquemático
simplificado de un generador trifásico conducido por un motor
contenido dentro de un convertidor de energía undimotriz para la
aplicación a éste de una carga óptima conforme a la invención;
la Figura 4 es un diagrama en forma de ola que
ilustra la modulación pesada del voltaje de salida del
generador;
la Figura 5 es un diagrama de bloques
simplificado de parte de un sistema que concreta la invención;
la Figura 5A es otro diagrama de bloques de un
sistema que concreta la invención;
la Figura 6 es un diagrama esquemático de un
circuito rectificador que puede ser usado en sistemas que concretan
la invención;
la Figura 7 es un diagrama altamente
simplificado de un elemento inductivo usado para resonar con un
convertidor de energía mecánica a eléctrica que muestra
características capacitativas;
la Figura 8 es un circuito equivalente eléctrico
de un sistema que concreta la invención;
la Figura 9 es un diagrama de bloques
simplificado de un sistema que concreta la invención;
La Figura 9A es otro diagrama de bloques de un
sistema que concreta la invención;
la Figura 9B es un diagrama de una red de
inductor adecuada para el uso en la práctica de la invención; y
la Figura 10 es un diagrama de bloques que
ilustra que un convertidor de energía undimotriz (WEC) para el uso
en la práctica de la invención puede ser o bien inductivo
(L_{EFF}) o capacitativo (C_{EFF}).
Para explicar mejor la invención, se hará
primero referencia a los diagramas simplificados de varias
estructuras de convertidor de energía undimotriz mostrados en las
Figs. 1, 2 y 2A.
La Figura 1 es un croquis para identificar
varios parámetros dimensionales pertinentes de un sistema que puede
ser usado para practicar la invención usada en una masa de agua. Las
Figuras 2 y 2A son secciones transversales de convertidores de
energía undimotriz que identifican algunos de sus elementos clave
que son usados para practicar la invención.
Esta invención enseña y muestra: (a) que varias
partes de un subsistema mecánico, hidráulico, electromecánico y
eléctrico pueden ser representadas por un único circuito eléctrico
equivalente que puede ser usado para seguir el desarrollo del
sistema; (b) el desarrollo de un modelo matemático para
caracterizar un sistema de boya, y más particularmente, un
convertidor de energía undimotriz; (c) un método de extracción de
potencia eléctrica del convertidor de energía undimotriz y (d)
aparatos y métodos para optimizar la transferencia de la potencia
del convertidor de energía undimotriz a una carga. Así, la
invención reside en parte, en identificar la relación entre un
sistema de generación de energía de boya y la carga eléctrica en el
sistema. Para facilitar la ilustración en la disertación que sigue
se hacen referencia y suposiciones que se refieren específicamente
a un convertidor de energía undimotriz con forma cilíndrica
(tubular con pistón) del tipo mostrado en las Figs. 1, 2 y 2A. No
obstante, debería ser entendido que la invención es aplicable a
otras estructuras usadas para convertir fuerzas de origen natural y
periódicas en energía eléctrica.
Con referencia a las Figs. 1, 2 y 2A, la
ecuación diferencial básica de la boya del convertidor de energía
undimotriz (WEC) es, por equilibrio de fuerzas, dada por
Donde, V_{p} es la velocidad del pistón;
F_{IN} es la fuerza diferencial aplicada al pistón por la ola del
océano; Mwc es la masa de agua en el convertidor de energía
undimotriz y es igual al volumen del tubo del convertidor de energía
undimotriz multiplicado por la densidad del agua;
- -Obsérvese: que ésta es una simplificación y que, para ser
más exactos, el término Mwc debería incluir la masa de otros
componentes tal como la masa tubular misma y un término "masa
añadida", término usado para responder de la masa de agua que se
mueve alrededor del convertidor de energía undimotriz. Como se
utiliza en este caso y en las reivindicaciones anexas, el término
M_{T} se entiende que incluye todas estas masas.
No obstante, donde Mwc es mucho mayor que
cualquier otro término, los otros términos pueden ser omitidos al
hacer un cálculo aproximativo.
M_{wc} \partialV_{p}/\partialt es la
aceleración del agua dentro de la boya; y
F_{C} es la contrafuerza ejercida sobre el
pistón siendo la potencia eléctrica extraída de la carga.
Este último término (F_{C}) es altamente
significativo, puesto que representa toda la fuerza importante de
unión electromecánica entre la extracción de la potencia del
generador y el movimiento mecánico de la boya.
Reescribiendo la ecuación (1) en términos de los
parámetros del sistema, obtenemos en el caso de una carga
resistente
donde:
\rho= densidad de la masa de agua,
g = gravedad,
A= área de pistón donde, como se muestra en la
Fig. 1, el área del pistón es esencialmente igual al área del tubo
o cubierta donde está localizado. En general, A es igual al área
seccional transversal de la cubierta (tubo) cuando la cubierta está
en vertical,
H= altura de la ola (del pico a la
depresión),
L= longitud de la boya,
K_{G} y K_{T} son las constantes respectivas
de voltaje y de impulso rotativo del generador electromecánico
(EM), y r_{0} (en metros de recorrido por rotación del eje
angular en radianes) representa la constante de conversión lineal a
angular del sistema hidráulico; y
R_{L} el generador \Delta conectado a la
resistencia de carga (como está mostrado en la Fig. 3).
El parámetro \delta es derivado directamente
de la solución de la ecuación de la ola y representa la caída de la
presión en la dimensión vertical. Si \delta es definido como una
caída de la presión, los resultados permanecen generales. Aquí son
dados los resultados para un cilindro. Descartando términos no
lineales de ec. 2 y considerando la longitud de carrera de la boya
pequeña en comparación con la longitud, L, de la boya, el parámetro
\delta es dado por
donde
\lambda = hasta la longitud de ola de la ola
de la superficie; y
D_{W} es la profundidad del agua.
Para el movimiento sinusoidal, es decir, ondas
regulares, podemos cambiar a la notación compleja. Definiendo
F_{IN} sin(\omegat) = \rhogAH\delta
sin(\omegat) como la función de fuerza de entrada eficaz
provocada por la onda entrante en el pistón, y la constante de
acoplamiento electro-mecánico
K=K_{G}K_{T}/r_{0}^{2}, la solución compleja para la
velocidad de pistón con una carga resistente R_{L} es,
donde
V_{PM} =
F_{IN} R_{L}/K
,
\omega = 2\pi/T es la frecuencia angular de
la ola de entrada,
\tau = R_{L}C_{EFF} y
C_{EFF} = MT/K es una capacitancia
equivalente proporcional a la masa del convertidor de energía
undimotriz que incluye la columna de agua en el convertidor de
energía undimotriz y "masa añadida" de agua circundante.
Para un cilindro alto C_{EFF} es una
capacitancia aproximadamente equivalente a \rhoAL/K =
M_{T}/K.
El reconocimiento de que la masa del convertidor
de energía undimotriz que incluye la columna de agua pueda estar
caracterizado como una capacitancia eficaz o equivalente es una
parte significativa de la invención, puesto que proporciona una
base para calcular la carga óptima para ser unida al sistema y el
valor de un elemento inductivo que puede ser usado para resonar con
la capacitancia equivalente para producir un aumento en la
transferencia de potencia.
Se puede observar de (4) que las dinámicas del
sistema con una carga resistente pueden estar representadas como un
filtro de paso bajo de primer orden con un punto 3 dB de
\omega_{3} = 1/\tau. Debería ser señalado que todos los
parámetros mecánicos y eléctricos pueden ser derivados de la
solución para la velocidad del pistón dada en Ec. (4). Para un
sistema particular, las ecuaciones correspondientes al recorrido
del pistón S\rho, la salida de potencia (Pout), y la carga óptima
resistente (R_{L})_{OPT} están presentadas abajo.
Nota: sólo tiene que ser
considerada la parte real de la ecuación
(5).
\vskip1.000000\baselineskip
Un aspecto significativo de esta invención es
asociar la extracción de la potencia eléctrica a la ecuación
diferencial del sistema de la boya y determinar la estrategia de
extracción óptima. La Fig. 3 muestra el circuito equivalente de un
generador eléctrico 42 usado en las Figs. 2 y 2A. El generador
eléctrico es un generador 3\phi localizado dentro de la boya.
(Los voltajes mostrados son valores RMS.) En la Fig. 3 los únicos
voltajes externamente disponibles son nodos marcados con "A",
"B", y "C" puesto que el valor neutro "N" no es
sacado. A causa de esto, la potencia es extraída por cargas
conectadas por \Delta (R_{L} en la figura) a través de los 3
voltajes línea por línea (V_{L-L} = \sqrt{3}
V_{L-N}).
La resistencia de carga óptima es ese valor
R_{L} que maximiza la producción de potencia P_{OUT} del
generador. Inspeccionando Ec. (6), se puede observar que P_{OUT}
tiende a cero a R_{L} = 0 y \infty y es positivo entremedias de
modo que existe un valor óptimo. Por definición,
(R_{L})_{OPT} es determinado por la solución a
\partial(P_{OUT})/\partial(R_{L})= 0.
Realizando esta operación en (6) da como resultado,
La condición (7) es equivalente a
(R_{L})_{OPT}C_{EFF} = 1/\omega = T/(2\pi). La
sustitución de esto por (6) produce el resultado de que la energía
producida es aproximadamente proporcional a H^{2} T o la
eficiencia es constante en tanto en cuanto el valor de la carga
sigue la pista (7). (Esto no tiene en cuenta, por ahora, el factor
de degradación de longitud de Ec.(2), que es independiente de
R_{L} pero que cae significativamente con T).
La sustitución de (R_{L})_{OPT} en
Ec. (6), da la potencia máxima disponible para un sistema general
como:
para un cilindro P_{MAX} puede
ser expresado como
sigue:
donde P_{WAVE} es la potencia
total disponible del incidente de la ola en una boya de un diámetro
D y longitud L , es decir, P_{WAVE} = H^{2} T D
(kW).
La forma de la ola del voltaje de salida del
generador eléctrico puede ser en gran parte modulada como se
muestra en la Figura 4.
Conseguir la máxima transferencia de potencia
requiere que la carga vista por el generador sea igual a
(R_{L})_{OPT}. Para llevar a cabo este resultado, un
sistema que concreta la invención puede ser configurado como se
muestra en la Fig. 5. Un motor hidráulico 40 (o cualquier
convertidor adecuado) conduce un generador eléctrico 42. La salida
del generador eléctrico 42 es suministrada a un convertidor AC a DC
44. El convertidor 44 de AC a DC puede ser un circuito rectificador
del tipo mostrado en la Fig. 6. No obstante, debería ser apreciado
que puede ser usado cualquier convertidor adecuado de AC a DC. La
salida del convertidor de AC-a-DC
es aplicada a través de un condensador de almacenamiento C1, que en
efecto almacena la energía capturada por el convertidor de energía
undimotriz desde las olas del océano. Donde el voltaje a través de
C1 variaría significativamente, un convertidor de DC a DC (p. ej.,
un regulador de conmutación) puede ser usado para proporcionar un
voltaje DC más constante al inversor 50. La salida de la sección
del convertidor DC-a-DC es entonces
aplicada a la sección del inversor de potencia, que es acoplada en
su salida a una red eléctrica 60 que es la carga definitiva y el
objetivo para el que está destinado el sistema. El inversor 50
convierte el voltaje de entrada DC en una fase única o una señal AC
polifásica, que es suministrada a la red eléctrica y que debe
cumplir con los requisitos de la red. No obstante, la red eléctrica
representa una carga variable que, dependiendo de la demanda, puede
variar sobre una amplia escala de valores. Esta carga variable es
reflejada por medio del convertidor-inversor 50 a
través del condensador de almacenamiento C1 y vuelve a través de la
salida del convertidor 44 de AC a DC y por medio del convertidor 44
al generador eléctrico 42.
Como se ha señalado arriba, es importante
mantener la impedancia vista por el generador eléctrico cerca del
valor de R_{LOPT}. En circuitos que concretan la invención puede
ser detectada la condición de la carga y una señal S5 puede ser
suministrada al controlador 54 indicativo de la condición de carga.
El valor de la carga puede entonces ser calculado por el controlador
54. El valor de la impedancia de carga puede entonces ser
controlado mediante un controlador 54 que controla el nivel en el
que es accionado el inversor. De forma alternativa, el controlador
54 puede ser usado para aumentar o reducir directamente el valor de
la carga mediante una señal de control S6.
Al mismo tiempo, la potencia disponible para ser
distribuida es también variable puesto que depende de la energía
undimotriz aplicada al convertidor de energía undimotriz, que puede
variar considerablemente. Por ejemplo, cuando hay más potencia
disponible que la requerida por la carga o cuando la carga
disminuye por debajo de un determinado nivel, el controlador 54
puede (por medio de una señal tal como S6) ser usado para cambiar
en baterías de almacenamiento u otros medios de absorción de
energía que pueden ser usados sucesivamente para proporcionar más
(o menos) potencia cuando cambian las condiciones de carga. El
controlador 54 es también sensible a una señal, identificada como
S1, desde un sensor 56. El sensor 56 puede ser cualquier sensor
capaz de indicar y/o determinar la energía disponible desde las
ondas y/o las condiciones del sistema del convertidor de energía
undimotriz.
De forma alternativa, el sensor 56 puede ser
cualquier sensor capaz de señalizar al controlador la cantidad de
potencia disponible desde el generador eléctrico 42. El controlador
54 es preprogramado para responder a las señales S1 generadas por
el sensor 56 para, a su vez, generar una señal, o: señales,
identificadas como S2, que son suministradas al inversor 50 y que
controla cuanta potencia puede ser extraída (tomada) del inversor y
suministrada a la red de energía (es decir, la carga
definitiva).
Además (o de forma alternativa), la energía
(voltaje y/o corriente) generada por el generador 42 puede ser
suministrada (ver líneas discontinuas S1A en Fig. 5) directamente
al controlador 54. El controlador 54 normalmente tiene un tiempo de
respuesta mucho más rápido que la ola del océano o la potencia
eléctrica generada por la ola del océano. El controlador 54 puede
por tanto actuar directamente en respuesta a la entrada de la ola
del océano.
De forma alternativa, el controlador 54 puede
ser preprogramado y cargado con datos estadísticos tales como las
olas del océano y las condiciones climáticas para controlar la
respuesta del sistema con el propósito de optimizar la
transferencia de potencia. Las señales S1 (o S1A) y S2 y la acción
del controlador en el inversor 50 controla por tanto eficazmente el
valor de R_{L} visto por el generador 42 de modo que el sistema
es accionado de manera que la carga efectiva es hecha o mantenida
igual a R_{LOPT}. Es significativo que en sistemas que concretan
la invención la potencia de entrada disponible o de promedio, así
como la carga óptima deseada son factorizadas en la ecuación para
optimizar la transferencia de potencia.
Debería ser enfatizado que un generador
eléctrico con motor hidráulico giratorio particular fue usado a
título de ejemplo y que pueda ser usada cualquier otra combinación
de generador y motor adecuada (p. ej., un engranaje y cremallera
combinados con un generador, o un generador electromagnético lineal
en vez de un generador hidráulico giratorio). Asimismo, pueden ser
usados muchos tipos diferentes de convertidores sensibles a fuentes
de energía que se originan en la naturaleza (por ejemplo, una
turbina de circulación de agua) en vez del convertidor de energía
undimotriz mostrado aquí. El tubo cilíndrico mostrado en las Figs.
1, 2 y 2A sólo tiene el objetivo de ilustración. La invención puede
ser usada en cualquier sistema que incluya cualquier cubierta (p.
ej., contenedor, cilindro, cono) de cualquier forma adecuada para
contener un volumen de agua que en combinación con un pistón como
estructura pueda capturar la fuerza de las olas y convertir esa
fuerza en un movimiento o fuerza mecánica que se convierte entonces
en energía eléctrica.
Una versión ligeramente más detallada y
modificada de la Fig. 5 está mostrada en la Fig. 5A. La Fig. 5A
ilustra que cualquiera de las siguientes señales puede ser aplicada
como entrada al controlador para indicar cierta potencia de entrada
u otras condiciones de funcionamiento: (a) velocidad de rotación
(\omegam) del motor hidráulico 40: (b) la frecuencia (f_{G}) del
generador 42. (c) la amplitud (V_{AC}) del voltaje del generador;
y (d) un voltaje rectificado en la salida de un filtro 44b. Estas
señales pueden ser además de señales de sensor de onda otras señales
adecuadas (p. ej., de C_{EFF}). El controlador puede luego enviar
una o más señales (p. ej., S6a, S6b) a un convertidor 50a DC a AC
(p. ej., un inversor), un convertidor 50b de
DC-a-DC (p. ej., un regulador de
conmutación) capaz de transmitir una carga DC o un convertidor 50c
regulado de DC a AC (p. ej., un inversor). Las señales de los
controladores (S6a, S6b) pueden ser usadas para controlar
automáticamente y/o selectivamente la operación de cualquiera de
las cargas de manera que el generador 42 "vea" la carga
óptima, RL_{(OPT)}. El controlador puede también usar tablas de
consulta preprogramadas en el controlador para mantener
RL(OPT); donde RL_{(OPT)} es igual al
1/(\omegaC_{EFF}).
Los solicitantes reconocieron que el término
aceleración M_{WC} en la Ec. (2), arriba, podría ser hecho
resonante con una carga de generador inductiva para mejorar en gran
parte la eficiencia de la transferencia de potencia. Los
solicitantes además demostraron que cada fase del generador
eléctrico podría ser cargada con un circuito resonante en serie y
luego observaron tanto el comportamiento eléctrico como mecánico de
la combinación del sistema que incluye el convertidor de energía
undimotriz, el motor hidráulico y el generador eléctrico. El
esquema altamente simplificado de una carga resonante particular
está mostrado en la Figura 7.
La frecuencia eléctrica resonante del circuito
de carga mostrado en la Fig. 7 resultó ser 48 Hz que corresponde a
una velocidad del eje de 16 rps (3 pares de polo en el generador).
La salida eléctrica mostró un pico pronunciado a esta frecuencia
pero, lo más importante, el impulso rotativo mecánico aplicado
mostró el mismo pico pronunciado a la misma frecuencia. En otras
palabras, la corriente de carga eléctrica produce un impulso
rotativo de contador tanto en magnitud como en fase. Esto significa
que un componente eléctrico en el bucle de salida del generador
puede, de hecho, resonar con una masa de agua en el convertidor de
energía undimotriz y producir un aumento de la potencia acercando
un factor de potencia del sistema de unidad. La extensión de la
mejora es discutida en más detalle abajo.
Por tanto, otro aspecto de la invención del
Solicitante se refiere a aparatos y métodos para controlar la
potencia de salida entregada a una carga resistente cuando es
sintonizada inductivamente en o cerca de la frecuencia de ola
dominante. Esto modifica la ecuación diferencial del sistema (2) y
resulta en un sistema de 2º orden a una velocidad que puede ser
modelado por el circuito eléctrico equivalente de la Fig. 8.
En la Fig. 8 la fuente de corriente 80
representa la fuerza aplicada al pistón de una boya por las olas
del océano (1 A = 1 N), la capacitancia C2, que es igual a
C_{EFF}, es la masa de la columna de agua (1 F = 1 Kg) y el EMT es
un transformador electromecánico mítico (pero matemáticamente
correcto) que ejecuta la función de traducir el movimiento lineal
del convertidor de energía undimotriz en el movimiento giratorio
del generador por medio del sistema hidráulico. Las capacidades de
generación de potencia de sistemas eléctricamente resonantes pueden
ahora ser obtenidas y examinadas. La potencia producida como una
función de potencia de ola de entrada es
donde I_{M} = k_{G} KF_{IN}
\delta/r_{0} y F_{IN} = \rhogAH\delta/2 son tal y como se
define arriba, y C_{E} es igual a
C_{EFF}.
La potencia producida puede ser computada para
diferentes tipos de boyas y para diferentes condiciones de olas. En
una forma de realización particular el inductor L fue elegido para
resonar con CE en el valor máximo del espectro de potencia del
periodo de la ola. En sistemas que concretan la invención pueden
ser incluidos controles para permitir al inductor ser continuamente
variado, como se muestra en la Fig. 9, abajo. También, en la forma
de realización de la Fig. 8 R_{L} fue elegido para ser igual a la
resistencia de embobinado, R_{W} del inductor que maximiza la
potencia a la resonancia. La potencia disponible P_{AV} y la
potencia producida P_{OUT} (carga resistente) y P_{RES} (carga
resonante) pueden entonces ser computadas.
La Figura 9 es un diagrama simplificado de un
sistema donde el controlador 54 controla y cambia la inductancia
real de los inductores (en el inversor 50a) conectados en serie a
la carga 60 (o desempeña una función matemáticamente equivalente)
para obtener mayor potencia y eficiencia. En respuesta a la señal
del sensor S1 desde el sensor 56, el controlador 54 es
preprogramado para modificar una red de inductancia en el inversor
50a, que es similar al inversor 50, pero que incluye inductores que
pueden ser sintonizados con la carga. En esta forma de realización,
como se ha señalado arriba, la energía de entrada puede variar como
una función del clima y la carga puede variar como función de la
demanda de potencia. No obstante, en ambos ejemplos, las funciones
de la invención del solicitante optimizan la transferencia de
potencia para variar las condiciones de entrada de potencia y las
demandas de producción de potencia. Es decir, puede utilizarse un
sensor 56 para detectar las condiciones de las olas de entrada. El
controlador puede ser preprogramado para responder a estas
condiciones en una base estadística. De forma alternativa, el
controlador puede responder directamente a las condiciones de
entrada del sensor 56. Además, de forma adicional, las condiciones
de salida del generador eléctrico pueden ser suministradas al
controlador, como está mostrado por la línea discontinua S11. Puesto
que el periodo de onda es muy (extremadamente) largo en comparación
con el tiempo de respuesta del controlador 54 (que sería usado
normalmente), pueden ser ejecutados mucha computación y tratamiento
mientras está siendo detectada la salida eléctrica del
generador.
La Fig. 9A es una versión modificada de la Fig.
5A que muestra la colocación de un elemento inductivo 500 entre la
salida del generador eléctrico 42 y la entrada a la sección del
rectificador 44a. El elemento inductivo 500 puede ser un inductor
que tiene un valor fijo, donde el valor fijo es seleccionado de
manera que \omegaL sea aproximadamente igual al valor medio de
1/(\omegaC_{EFF}). De forma alternativa, como se muestra en la
Fig. 9A, el elemento inductivo 500 puede ser un inductor variable
cuyo valor puede ser modificado por el controlador 54 como función
de cualquiera de las señales de entrada al controlador 54 y/o como
función de cualquier cambio en las olas del océano que provocan el
cambio de C_{EFF}; siendo los cambios en la inductancia tales
como para mantener \omegaL aproximadamente igual al
1/(\omegaC_{EFF}).
De forma alternativa, como se muestra en la Fig.
9, el elemento inductivo puede comprender varios inductores
discretos de diferentes valores separados con interruptores
controlados por el controlador 54 para determinar la cantidad de
inductancia insertada en el circuito entre el generador eléctrico
42 y el rectificador 44a.
Conforme a la invención el controlador puede
enviar señales de control a cualquier número de diferentes cargas
(p. ej., 60a, 60b, 60c) de manera que el generador 42 vea
RL_{(OPT)}. Al mismo tiempo, el controlador 54 puede cambiar en
el circuito la inductancia óptima requerida para conseguir
resonancia como función de una entrada (S1) desde el sensor de la
ola 56a, o formar el monitor 57 de C_{EFF} o formar cualquier
otra entrada al controlador 54. El controlador puede usar una
función de consulta o un algoritmo con la frecuencia de las olas
y/o C_{EFF} como variables independientes.
De forma alternativa, el controlador 54 puede
variar la inductancia lentamente sobre diferentes períodos (ciclos)
de la ola durante los que el sistema "persigue" puntos máximos
de transferencia de energía. Esto puede ser realizado por
computación periódica de potencia por ola que a su vez puede
aprovechar varios conjuntos diferentes de parámetros (p. ej., la
potencia es igual a la corriente de los tiempos del voltaje, o
torsión de tiempos de velocidad, o fuerza de tiempos de
velocidad).
De forma alternativa, el controlador puede
también ser usado para enviar señales a un convertidor AC a DC de
manera que el voltaje lleva o retrasa la corriente y al mismo
tiempo el control de la impedancia para ser aproximadamente igual a
RL(OPT). Así, la inductancia eficaz para resonar con el
sistema electromecánico puede ser realizado de una manera
diferente.
En las Figuras 1, 2 y 2A la impendancia
equivalente se caracteriza por ser capacitativa e igual a
C_{EFF}. Para conseguir resonancia es insertado un elemento
inductivo en el circuito. No obstante, debería ser apreciado que la
impedancia equivalente de un convertidor de energía undimotriz que
funciona de forma diferente que los convertidores de energía
undimotriz de las Figs. 1, 2 y 2A puede estar caracterizada por ser
inductiva e igual a LEFF. Para un convertidor de energía por ondas
de este tipo sería insertado un componente capacitativo en el bucle
de salida del generador que tuviera un valor para resonar con
L_{EFF}. Esto está mostrado en una manera general en la Fig. 10,
donde una red resonante 510 es colocada en el bucle de transferencia
de la potencia. Si la impedancia de salida de la fuerza mecánica al
convertidor de energía eléctrica 42a se caracteriza como
\omegaL_{EFF}, entonces, la red resonante es controlada y hecha
capacitativa tal como \omegaL_{EFF} es igual a
1/\omegaC_{EFF}.
Con respecto al pistón mostrado en las Figs. 1,
2 y 2A, hay que tener en cuenta que el pistón puede ser cualquier
componente interno del cuerpo de manera que su movimiento dentro de
una cubierta (tubo) provoque la generación de una respuesta
mecánica, eléctrica o electromecánica.
\vskip1.000000\baselineskip
\bullet US 09922877 B [0001]
\bullet US 37942199 A [0003]
\bullet US 92287701 A [0003]
\bullet US 4203294 A [0004]
Claims (25)
1. Convertidor de energía undimotriz (WEC) que
comprende:
una cubierta (10) montada sobre un pistón (12)
que forma una combinación que cuando se coloca en un cuerpo de agua
es sensible a las olas en el cuerpo de agua para producir un
movimiento relativo entre la cubierta y el pistón;
un convertidor de movimiento mecánico en energía
eléctrica, que incluye un generador eléctrico (20, 22, 24, 40, 42),
sensible al movimiento relativo entre la cubierta y el pistón para
producir en una salida del generador eléctrico al menos un voltaje
y una corriente, que es una función del movimiento relativo;
caracterizado por:
- \quad
- medios (44, 50) que unen una carga (60) en la salida del generador eléctrico, teniendo dicha carga una impedancia, cuyo valor es seleccionado como una función del periodo de las olas en dicho cuerpo de agua y de la masa efectiva de la cubierta; donde la masa efectiva incluye agua dentro de la cubierta y el agua movido por la cubierta.
2. Convertidor de energía undimotriz (WEC)
según la reivindicación 1, donde la impedancia de dicha carga es
seleccionada para ser aproximadamente igual a 1/(\omega)(C_{E})
para optimizar la potencia producida por el generador eléctrico
para condiciones predeterminadas del cuerpo de agua donde es
colocado el convertidor de energía undimotriz; donde \omega es
igual a la frecuencia angular de las olas en dicho cuerpo de agua
expresable como 2 \pi/T donde T es el periodo de las olas; y
C_{E} es aproximadamente igual a MT/K, donde
MT es aproximadamente igual a la masa de la cubierta y la masa de
agua movida por la cubierta, y K es una constante de unión
electromecánica.
3. Convertidor de energía undimotriz (WEC)
según se reivindica en la reivindicación 2 donde o bien la cubierta
(10) o bien el pistón (12) es relativamente fijo y el otro
componente respectivo, es decir, la cubierta (10) y el pistón (12)
se mueven en respuesta a dichas olas.
4. Convertidor de energía undimotriz (WEC)
según se reivindica en la reivindicación 3, donde el convertidor
del movimiento mecánico en energía eléctrica incluye un motor (40)
que reacciona a las fuerzas mecánicas debido a dicho movimiento
relativo entre la cubierta (10) y el pistón (12) para conducir al
generador eléctrico (42) y producir energía eléctrica proporcional
a dicho movimiento relativo, cuya energía eléctrica es aplicada a
dicha carga.
5. Un convertidor de energía undimotriz (WEC)
según se reivindica en la reivindicación 4 donde dicha carga (60)
es ante todo resistente.
6. Convertidor de energía undimotriz (WEC)
según se reivindica en la reivindicación 5 donde la parte del
convertidor de energía undimotriz que produce un voltaje en la
salida del generador eléctrico muestra una reactancia inductiva y
capacitiva, y donde dichos medios (44, 50) que unen la carga (60)
en la salida del generador eléctrico incluyen un elemento reactivo,
que por otra parte muestra una reactancia inductiva y capacitiva
para aumentar la generación de una condición resonante en la
generación de potencia del convertidor de energía undimotriz.
7. Convertidor de energía undimotriz (WEC)
según se reivindica en la reivindicación 6 donde la impedancia
equivalente de la cubierta (10) y el pistón (12) y el convertidor
de movimiento mecánico en energía eléctrica es principalmente
capacitativo y donde el elemento reactivo que une la carga en la
salida del convertidor incluye un elemento inductivo (L) cuya
reactancia (\omegaL) es aproximadamente igual a la reactancia
[1/(\omega)(C_{E})] mostrada en la salida del generador
eléctrico para aumentar la generación de una condición
resonante.
8. Convertidor de energía undimotriz (WEC)
según se reivindica en la reivindicación 3 donde la cubierta (10)
tiene una forma tubular y el pistón (12) se mueve hacia arriba y
hacia abajo dentro del cercado tubular.
9. Convertidor de energía undimotriz (WEC)
según se reivindica en la reivindicación 7 que incluye además un
controlador (54) para variar la impedancia de la carga (60) para
mantener el valor de la carga vista por el generador igual a un
valor óptimo (RLOPT) para la óptima transferencia de potencia.
10. Convertidor de energía undimotriz (WEC)
según se reivindica en la reivindicación 7 que incluye además un
controlador (54) para variar el elemento inductivo (50a, 500) para
mantener el sistema en resonancia como una función de cambios en al
menos una de las siguientes magnitudes: amplitud, frecuencia y fase
de las olas.
11. Convertidor de energía undimotriz (WEC)
según se reivindica en la reivindicación 7, donde dicho elemento
inductivo incluye por lo menos dos componentes (L1, L2, L3)
inductivos diferentes interconectados por un interruptor (S91, S92,
S93) para aumentar o disminuir selectivamente la inductancia en el
bucle de la potencia.
12. Convertidor de energía undimotriz (WEC)
según se reivindica en la reivindicación 7 que incluye además un
sensor (56) para detectar al menos una de las condiciones de las
olas y el estado del sistema del convertidor de energía undimotriz
y un controlador (54) sensible a las señales del sensor, para
variar los valores de al menos la carga (60) o del elemento
inductivo (50) para mantener un valor óptimo de la carga y aumentar
la resonancia del sistema.
13. Convertidor de energía undimotriz, según se
reivindica en la reivindicación 1, que incluye un sensor (56a) para
detectar las condiciones seleccionadas de las olas, un controlador
(54) unido al convertidor del movimiento mecánico en energía
eléctrica y que está también unido a dicha carga para controlar la
impendancia eficaz de la carga como función de las variaciones en
las olas.
14. Convertidor de energía undimotriz (WEC)
según se reivindica en en la reivindicación 1, donde la parte del
convertidor de energía undimotriz que genera electricidad muestra
características inductivas y donde los medios (44, 50) que unen la
carga en la salida del generador eléctrico incluyen un elemento
capacitativo (57) para aumentar una condición resonante en un bucle
en serie, que incluye la parte de generación eléctrica del
convertidor de energía undimotriz, la carga y el elemento
capacitativo.
15. Convertidor de energía undimotriz (WEC)
según se reivindica en la reivindicación 14 que incluye además un
controlador para variar el elemento capacitativo (57) para mantener
el sistema en resonancia como una función de cambios en al menos
una de las siguientes magnitudes: amplitud, frecuencia y fase de
las olas.
16. Convertidor de energía undimotriz (WEC)
según se reivindica en la reivindicación 14, donde dicho elemento
capacitativo (57) incluye al menos dos componentes capacitativos
diferentes interconectados por interruptor para aumentar o
disminuir selectivamente la capacitancia en el circuito de
potencia.
17. Convertidor de energía undimotriz según se
reivindica en la reivindicación 14 que incluye además un sensor
para detectar las condiciones de valor máximo de las olas y un
controlador para variar, en dependencia de las señales del sensor,
los valores de al menos la carga y el elemento capacitativo para
mantener un valor óptimo de carga y aumentar la resonancia del
sistema.
18. Convertidor de energía undimotriz (WEC)
según se reivindica en la reivindicación 6, que incluye además un
controlador (54) para variar al menos una resistencia eficaz de la
carga y la impedancia del elemento que une la carga al generador
eléctrico para optimizar la transferencia de potencia y mantener la
resonancia, y que incluye además sensores para detectar puntos
seleccionados en el circuito de generación de potencia y producir
señales aplicadas al controlador para variar la carga y la
impedancia del elemento de acoplamiento.
19. Método para optimizar la transferencia de
potencia en un sistema que incluye un convertidor de energía
undimotriz (WEC) que comprende una cubierta (10) montada sobre un
pistón (12) formando una combinación que cuando es colocada en un
cuerpo de agua es sensible a las olas en el cuerpo de agua para
producir un movimiento relativo entre la cubierta y el pistón e
incluyendo un convertidor que incluye un generador eléctrico (42)
para convertir el movimiento mecánico en energía eléctrica en una
salida del convertidor para condiciones predeterminadas de las olas
caracterizado por las fases de:
(a) determinar 1/\omegaC_{E}; donde \omega
es igual a la frecuencia angular de las olas expresable como
2\pi/T donde T es el periodo de las olas; y C_{E} es
aproximadamente igual a MT/K, donde MT es aproximadamente igual a
la masa de la cubierta y la masa del agua movida por la cubierta y K
es una constante de unión electromecánica; y
(b) seleccionar una carga (60) que tiene un
valor aproximadamente igual a (1/\omegaC_{E}) y unir la carga
en la salida del convertidor.
20. Método según se reivindica en la
reivindicación 19, que incluye además la fase de determinar el
valor de un elemento inductivo (L) que une la carga en la salida
del convertidor para entonar inductivamente la carga (60) en, o
cerca de la frecuencia de ola dominante, teniendo la reactancia
(\omegaL) del elemento inductivo un valor aproximadamente igual a
1/\omegaC_{E}.
21. Convertidor de energía undimotriz (WEC)
según se reivindica en la reivindicación 1, que comprende además
medios de control para controlar el valor de la carga,
comprendiendo los medios:
(a) medios para establecer un valor inicial de
dicha carga para tener una impedancia cuyo valor sea una función
predeterminada del periodo promedio de las olas y de la masa del
agua en el convertidor de energía undimotriz; y
(b) medios para variar la impedancia de la carga
como una función de los cambios en al menos una de las siguientes
magnitudes, frecuencia, amplitud y fase de las olas, proporcionando
la potencia de entrada al convertidor de energía undimotriz para
mantener la impedancia de la carga en un valor predeterminado
óptimo.
22. Convertidor de energía undimotriz (WEC)
según se reivindica en la reivindicaci6n 21, donde los medios para
aplicar la energía eléctrica a la carga (60) comprenden un elemento
inductivo (L) que tiene un valor para tender a causar resonancia en
un circuito que incluye componentes que unen la energía eléctrica a
la carga.
23. Convertidor de energía undimotriz (WEC)
según se reivindica en la reivindicación 1, donde la salida del
generador eléctrico es unido a una carga (60) por medios reactivos
(44, 50) unidos entre una salida del generador eléctrico y la
carga, siendo seleccionados dichos medios reactivos por tener un
valor que causa la salida del generador eléctrico que incluye la
carga para resonar con la masa efectiva (M_{T}) del convertidor
de energía undimotriz.
24. Convertidor de energía undimotriz (WEC)
según se reivindica en la reivindicación 23, donde la carga tiene
un valor aproximadamente igual a 1/\omegaC_{E}, donde \omega
es igual a la frecuencia angular de las olas expresado como
2\pi/T, donde T es el período de las olas; y C_{E} es de modo
aproximado igual a la masa total movida (M_{T}), que incluye MWC/K
y la masa del convertidor de energía undimotriz, donde MWC es
aproximadamente igual a la masa de agua dentro del convertidor de
energía undimotriz y K es una constante de unión
electromagnética.
25. Convertidor de energía undimotriz (WEC)
según se reivindica en la reivindicación 24, donde los medios
reactivos constan de un componente inductivo, cuya impedancia
(\omegaL) tiene un valor aproximadamente igual a
1/\omegaC_{E}.
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US922877 | 2001-08-06 | ||
| US09/922,877 US6731019B2 (en) | 2000-08-07 | 2001-08-06 | Apparatus and method for optimizing the power transfer produced by a wave energy converter (WEC) |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| ES2306784T3 true ES2306784T3 (es) | 2008-11-16 |
Family
ID=25447697
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| ES02768448T Expired - Lifetime ES2306784T3 (es) | 2001-08-06 | 2002-08-05 | Aparato y metodo para optimizar la transferencia de potencia producida por un convertidor de energia undimotriz (wec). |
Country Status (9)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6731019B2 (es) |
| EP (1) | EP1425510B1 (es) |
| AU (1) | AU2002331009B2 (es) |
| CA (1) | CA2458513C (es) |
| ES (1) | ES2306784T3 (es) |
| NO (1) | NO328163B1 (es) |
| NZ (1) | NZ531333A (es) |
| PT (1) | PT1425510E (es) |
| WO (1) | WO2003014560A2 (es) |
Families Citing this family (63)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5955790A (en) * | 1998-03-13 | 1999-09-21 | North; Vaughn W. | Apparatus for converting tide/wave motion to electricity |
| US6768216B1 (en) * | 2000-05-26 | 2004-07-27 | Ocean Power Technologies, Inc. | Wave energy converters utilizing pressure differences |
| EP1364124A4 (en) * | 2001-01-16 | 2004-04-14 | Ocean Power Technologies Inc | IMPROVED WAVE AGAIN |
| KR20050084848A (ko) * | 2002-10-10 | 2005-08-29 | 인디펜던트 내추럴 리소시즈, 인코포레이티드 | 부력 펌프 파워 시스템 |
| US7257946B2 (en) | 2002-10-10 | 2007-08-21 | Independent Natural Resources, Inc. | Buoyancy pump power system |
| US6953328B2 (en) * | 2002-10-10 | 2005-10-11 | Independent Natural Resources, Inc. | Buoyancy pump device |
| CA2726287A1 (en) * | 2002-10-30 | 2009-12-18 | Frank Louis Stromotich | High efficiency infinitely variable fluid power transformer |
| US20040201222A1 (en) * | 2002-12-10 | 2004-10-14 | Leonid Eylman | Power station utilizing potential energy of sea water pressure |
| US7768144B2 (en) * | 2002-12-31 | 2010-08-03 | Vaughn W North | Underwater wave/energy transducer |
| US20060225416A1 (en) * | 2002-12-31 | 2006-10-12 | North Vaughn W | Underwater wave/energy transducer |
| CA2537106C (en) * | 2004-01-14 | 2011-07-05 | Ocean Power Technologies, Inc. | Active impedance matching systems and methods for wave energy converter |
| AU2005316494B2 (en) * | 2004-12-16 | 2011-05-19 | Independent Natural Resources, Inc. | Buoyancy pump power system |
| US7322189B2 (en) * | 2005-12-19 | 2008-01-29 | General Electric Company | Wide bandwidth farms for capturing wave energy |
| US7762776B2 (en) * | 2006-03-14 | 2010-07-27 | Siegel Aerodynamics, Inc. | Vortex shedding cyclical propeller |
| US7557456B2 (en) * | 2006-05-05 | 2009-07-07 | Sri International | Wave powered generation using electroactive polymers |
| US7538445B2 (en) * | 2006-05-05 | 2009-05-26 | Sri International | Wave powered generation |
| EP2029890B1 (en) | 2006-05-30 | 2016-01-27 | Triple X Energy Inc. | Wave energy converter |
| US7535117B2 (en) * | 2006-06-17 | 2009-05-19 | Montgomery James Scott | Ocean wave power recovery and conversion spar buoy engine |
| US7755211B2 (en) * | 2006-06-17 | 2010-07-13 | Montgomery James Scott | Rigid structural array |
| US7686583B2 (en) * | 2006-07-10 | 2010-03-30 | Siegel Aerodynamics, Inc. | Cyclical wave energy converter |
| CA2669099C (en) * | 2006-10-10 | 2014-11-18 | Adaptide, Inc. | Adaptive tidal current power extraction device |
| US20080217921A1 (en) * | 2007-03-09 | 2008-09-11 | Michael William Raftery | Wave energy harnessing device |
| US8093736B2 (en) * | 2007-03-09 | 2012-01-10 | The Trustees Of The Stevens Institute Of Technology | Wave energy harnessing device |
| DE102007056400A1 (de) * | 2007-07-02 | 2009-01-08 | Robert Bosch Gmbh | Wandler und Verfahren zum Wandeln von mechanischer Energie in elektrische Energie |
| DE102008011141B4 (de) * | 2008-02-26 | 2010-02-18 | Hydac System Gmbh | Energiewandlereinrichtung |
| US8839920B2 (en) | 2008-04-17 | 2014-09-23 | Levant Power Corporation | Hydraulic energy transfer |
| DE102008021111A1 (de) * | 2008-04-28 | 2009-10-29 | Robert Bosch Gmbh | Wandler und Verfahren zum Wandeln von mechanischer Energie in elektrische Energie |
| DE102008023048A1 (de) * | 2008-05-09 | 2009-11-12 | Voith Patent Gmbh | Wellenkraftwerk und Verfahren für dessen Betrieb |
| JP5474056B2 (ja) * | 2008-05-30 | 2014-04-16 | オーシャン パワー テクノロジーズ，インク． | 高度波力エネルギー変換器の制御 |
| CA2728111C (en) * | 2008-06-24 | 2017-09-19 | Alberta Health Services | Radiation therapy system |
| WO2010062398A1 (en) * | 2008-11-26 | 2010-06-03 | Maloney Michael A | Power distribution controller and related systems and methods |
| EP2282048A1 (de) * | 2009-07-02 | 2011-02-09 | Bayer MaterialScience AG | Verfahren Gewinnung von elektrischer Energie aus der Bewegungsenergie von Wasserwellen |
| IN2012DN02566A (es) * | 2009-09-03 | 2015-08-28 | Exro Technologies Inc | |
| MX2012005393A (es) * | 2009-11-13 | 2012-06-13 | Ceto Ip Pty Ltd | Aparato hidraulico. |
| US8129854B2 (en) * | 2010-01-19 | 2012-03-06 | Kenneth Sykes Patten | Ocean wave energy extractor |
| EP4289640A3 (en) | 2010-06-16 | 2024-02-28 | ClearMotion, Inc. | Integrated energy generating damper |
| NZ611214A (en) * | 2010-12-09 | 2015-09-25 | Seabased Ab | An electric device and a method for a wave power plant |
| ES2393873B1 (es) * | 2011-06-13 | 2013-11-06 | Proyectos Y Fabricación Electronica, S.A. | Sistema para transformar la energía de las olas en energía eléctrica |
| EP2604849A1 (de) * | 2011-12-13 | 2013-06-19 | Robert Bosch GmbH | Verfahren zum Betreiben einer in einem wellenbewegten Gewässer befindlichen Maschine |
| CN103312184B (zh) * | 2012-03-09 | 2015-09-16 | 台达电子工业股份有限公司 | 一种功率电路、变流器结构及其风力发电系统 |
| US8629572B1 (en) | 2012-10-29 | 2014-01-14 | Reed E. Phillips | Linear faraday induction generator for the generation of electrical power from ocean wave kinetic energy and arrangements thereof |
| US10011910B2 (en) | 2012-10-29 | 2018-07-03 | Energystics, Ltd. | Linear faraday induction generator for the generation of electrical power from ocean wave kinetic energy and arrangements thereof |
| US9624900B2 (en) | 2012-10-29 | 2017-04-18 | Energystics, Ltd. | Linear faraday induction generator for the generation of electrical power from ocean wave kinetic energy and arrangements thereof |
| US8723353B1 (en) | 2012-11-21 | 2014-05-13 | Barrie Franklin | Wave energy converter design incorporating an induction generator |
| US9174508B2 (en) | 2013-03-15 | 2015-11-03 | Levant Power Corporation | Active vehicle suspension |
| US9550404B2 (en) | 2013-03-15 | 2017-01-24 | Levant Power Corporation | Active suspension with on-demand energy flow |
| EP2968709B1 (en) | 2013-03-15 | 2019-10-02 | ClearMotion, Inc. | Active vehicle suspension improvements |
| US9702349B2 (en) | 2013-03-15 | 2017-07-11 | ClearMotion, Inc. | Active vehicle suspension system |
| EP3825156A1 (en) | 2013-04-23 | 2021-05-26 | ClearMotion, Inc. | Active suspension with structural actuator |
| FR3019235B1 (fr) * | 2014-04-01 | 2016-03-11 | Ifp Energies Now | Procede de commande d'un systeme houlomoteur maximisant la puissance generee |
| EP3177825A1 (en) | 2014-08-07 | 2017-06-14 | Amar S. Wanni | Wave energy converter |
| US9702424B2 (en) | 2014-10-06 | 2017-07-11 | ClearMotion, Inc. | Hydraulic damper, hydraulic bump-stop and diverter valve |
| SE539972C2 (sv) * | 2015-06-08 | 2018-02-13 | W4P Waves4Power Ab | Vågenergiomvandlare med differentialcylinder |
| SE539195C2 (sv) * | 2015-08-10 | 2017-05-09 | W4P Waves4Power Ab | Vågenergiomvandlare innefattande kolvstång med flottörkropp |
| US10767618B2 (en) * | 2016-04-24 | 2020-09-08 | The Regents Of The University Of California | Submerged wave energy converter for shallow and deep water operations |
| US11002243B2 (en) | 2017-04-24 | 2021-05-11 | The Regents Of The University Of California | Submerged wave energy converter for deep water operations |
| EP3586431A4 (en) | 2017-05-23 | 2020-11-11 | DPM Technologies Inc. | APPARATUS, METHOD AND INDICATOR SYSTEM FOR CONFIGURING A VARIABLE COIL |
| US10047717B1 (en) | 2018-02-05 | 2018-08-14 | Energystics, Ltd. | Linear faraday induction generator for the generation of electrical power from ocean wave kinetic energy and arrangements thereof |
| US10975833B2 (en) | 2018-02-07 | 2021-04-13 | Timm Peddie | Modular hydro-kinetic power source |
| US11722026B2 (en) | 2019-04-23 | 2023-08-08 | Dpm Technologies Inc. | Fault tolerant rotating electric machine |
| US10844830B1 (en) | 2019-12-14 | 2020-11-24 | Amar S. Wanni | Wave energy converter |
| WO2022232904A1 (en) | 2021-05-04 | 2022-11-10 | Exro Technologies Inc. | Battery control systems and methods |
| US11967913B2 (en) | 2021-05-13 | 2024-04-23 | Exro Technologies Inc. | Method and apparatus to drive coils of a multiphase electric machine |
Family Cites Families (18)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| NO771013L (no) * | 1977-03-22 | 1978-09-25 | Kjell Budal | Boelgekraftverk. |
| US4355511A (en) * | 1977-07-22 | 1982-10-26 | Dedger Jones | Wave energy conversion |
| US4178517A (en) * | 1978-04-27 | 1979-12-11 | Temple University | Process for conversion of ocean wave energy into electric power and apparatus |
| US4418287A (en) * | 1978-10-10 | 1983-11-29 | Power Group International Corporation | Wind power generator and control therefore |
| US4539485A (en) * | 1983-10-07 | 1985-09-03 | Neuenschwander Victor L | Wave activated generator |
| US4754157A (en) * | 1985-10-01 | 1988-06-28 | Windle Tom J | Float type wave energy extraction apparatus and method |
| US4891744A (en) * | 1987-11-20 | 1990-01-02 | Mitsubishi Denki Kaubshiki Kaisha | Power converter control circuit |
| US5083039B1 (en) * | 1991-02-01 | 1999-11-16 | Zond Energy Systems Inc | Variable speed wind turbine |
| WO1997004521A1 (en) * | 1995-07-18 | 1997-02-06 | Midwest Research Institute | A variable speed wind turbine generator system with zero-sequence filter |
| AUPN772396A0 (en) * | 1996-01-25 | 1996-02-15 | Kouris, Paul S | The kouris centri-turbine generator |
| SE508308C2 (sv) * | 1996-04-29 | 1998-09-21 | Ips Interproject Service Ab | Vågenergiomvandlare |
| FR2754055B1 (fr) * | 1996-09-27 | 1998-12-18 | Jouan | Dispositif de determination du couple resistant d'un equipement en rotation, systeme de surveillance d'un moteur electrique et systeme de regulation de parametres d'un centrifugeur associe |
| US6023134A (en) * | 1996-10-25 | 2000-02-08 | Daimlerchrysler Aerospace Airbus Gmbh | Power conversion system for bi-directional conversion between hydraulic power and electrical power |
| US6137187A (en) * | 1997-08-08 | 2000-10-24 | Zond Energy Systems, Inc. | Variable speed wind turbine generator |
| US6127758A (en) * | 1997-09-17 | 2000-10-03 | Alliedsignal Inc. | Ram air turbine system |
| DE69817608D1 (de) * | 1997-12-03 | 2003-10-02 | William Dick | Meereswellen-energieumwandler |
| US6300689B1 (en) * | 1998-05-04 | 2001-10-09 | Ocean Power Technologies, Inc | Electric power generating system |
| EP1364124A4 (en) * | 2001-01-16 | 2004-04-14 | Ocean Power Technologies Inc | IMPROVED WAVE AGAIN |
-
2001
- 2001-08-06 US US09/922,877 patent/US6731019B2/en not_active Expired - Lifetime
-
2002
- 2002-08-05 PT PT02768448T patent/PT1425510E/pt unknown
- 2002-08-05 WO PCT/US2002/025072 patent/WO2003014560A2/en not_active Application Discontinuation
- 2002-08-05 NZ NZ531333A patent/NZ531333A/xx unknown
- 2002-08-05 EP EP02768448A patent/EP1425510B1/en not_active Expired - Lifetime
- 2002-08-05 CA CA2458513A patent/CA2458513C/en not_active Expired - Fee Related
- 2002-08-05 ES ES02768448T patent/ES2306784T3/es not_active Expired - Lifetime
- 2002-08-05 AU AU2002331009A patent/AU2002331009B2/en not_active Ceased
-
2004
- 2004-03-05 NO NO20040974A patent/NO328163B1/no not_active IP Right Cessation
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CA2458513C (en) | 2011-02-15 |
| EP1425510A4 (en) | 2004-09-29 |
| CA2458513A1 (en) | 2003-02-20 |
| PT1425510E (pt) | 2008-08-22 |
| WO2003014560A3 (en) | 2003-05-01 |
| US20020047273A1 (en) | 2002-04-25 |
| NO20040974L (no) | 2004-05-06 |
| EP1425510B1 (en) | 2008-04-09 |
| WO2003014560A2 (en) | 2003-02-20 |
| US6731019B2 (en) | 2004-05-04 |
| EP1425510A2 (en) | 2004-06-09 |
| AU2002331009B2 (en) | 2008-02-28 |
| NO328163B1 (no) | 2009-12-21 |
| NZ531333A (en) | 2006-03-31 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| ES2306784T3 (es) | Aparato y metodo para optimizar la transferencia de potencia producida por un convertidor de energia undimotriz (wec). | |
| ES2335650T3 (es) | Electronica de conversion de energia resonante conmutada. | |
| ES2354202T3 (es) | Sensores para sistemas de conversión de energía. | |
| US9416774B2 (en) | Hybrid energy harvesting | |
| US6765307B2 (en) | Wave energy converter (WEC) | |
| Li et al. | Towards self-powered technique in underwater robots via a high-efficiency electromagnetic transducer with circularly abrupt magnetic flux density change | |
| ES2725424T3 (es) | Método y aparato para controlar un convertidor de frecuencia | |
| Li et al. | Toward a 0.33 W piezoelectric and electromagnetic hybrid energy harvester: Design, experimental studies and self-powered applications | |
| ES2350919T5 (es) | Procedimiento para hacer funcionar una planta de energía eólica | |
| AU2002331009A1 (en) | Apparatus and method for optimizing the power transfer produced by a wave energy converter (WEC) | |
| US20140232240A1 (en) | Electroactive polymer energy converter | |
| Li et al. | High-efficient built-in wave energy harvesting technology: From laboratory to open ocean test | |
| CN103840710B (zh) | 一种振动能量采集器 | |
| CN102287310A (zh) | 一种蛇形波浪能采集装置 | |
| KR20120029901A (ko) | 에너지 하베스팅을 이용한 스마트 센서노드의 전원 공급장치 | |
| KR101229643B1 (ko) | 멀티 스마트 게이트웨이를 위한 하이브리드형 전원 공급장치 | |
| Ostia et al. | Design of an ornamental bladeless vortex generator | |
| Boccalero et al. | A sensor node driven by air flow | |
| Phillips et al. | Simulation and control system of a power harvesting device for railroad track health monitoring | |
| US11398730B2 (en) | Method for optimizing the supply of energy from an electrical energy source in an electrical installation and device for implementing such a method | |
| Jung et al. | Self-powered ocean buoy using a disk-type triboelectric nanogenerator with a mechanical frequency regulator | |
| Boccalero et al. | Efficiency issues for a wind-driven energy harvesting device | |
| Murray | Energy storage systems for wave energy converters and microgrids | |
| KR20130019247A (ko) | 소용량 발전 시스템 | |
| RU183589U1 (ru) | Ветрогенератор |