ES2324082B1 - "SYSTEM OF USE OF THE ENERGY OF THE MARITIME WAVES FOR THEIR TRANSFORMATION IN ELECTRICAL ENERGY". - Google Patents
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Abstract
Sistema de aprovechamiento de la energía de las olas marítimas para su transformación en energía eléctrica, que comprende un conjunto flotante anclado al fondo del mar y constituido por una pluralidad de elementos independientes generadores de electricidad unidos inseparablemente entre sí, cada uno de los cuales comprende al menos un flotador toroidal; una estructura rígida, solidaria del flotador toroidal; una barra rígida articulada a la estructura rígida y dirigida hacia abajo, que en su mayoría queda sumergida; y al menos dos generadores eléctricos fijados articuladamente al conjunto formado por el flotador toroidal y la estructura rígida, mediante respectivas articulaciones, cada uno de los cuales está provisto de una palanca, fijada por uno de sus extremos a la porción de la barra rígida que sobresale de la superficie del mar.Energy use system of sea waves for its transformation into electrical energy, which it comprises a floating assembly anchored at the bottom of the sea and constituted by a plurality of independent elements electricity generators inseparably linked together, each one of which comprises at least one toroidal float; a rigid structure, integral with the toroidal float; a rigid bar articulated to the rigid structure and directed downwards, which in its most are submerged; and at least two electric generators jointly fixed to the assembly formed by the float toroidal and rigid structure, using respective joints, each of which is provided with a lever, fixed by one of its ends to the bar portion rigid protruding from the sea surface.
Description
Sistema de aprovechamiento de la energía de las olas marítimas para su transformación en energía eléctrica.Energy use system of sea waves for its transformation into electrical energy.
La presente invención se refiere a un sistema de aprovechamiento de la energía de las olas marítimas para su transformación en energía eléctrica.The present invention relates to a system of harnessing the energy of the sea waves for transformation into electrical energy.
En la actualidad existen una gran variedad de sistemas de aprovechamiento de la energía de las olas marítimas para su transformación en energía eléctrica. En general, todos los sistemas están adaptados para instalarse en mar abierto, o en la proximidad de línea de la costa e incluso en el área costera donde rompen las olas.There are currently a wide variety of systems for harnessing the energy of sea waves for its transformation into electrical energy. In general, all systems are adapted to be installed in the open sea, or in the proximity of coastline and even in the coastal area where The waves break
En base de su principio de funcionamiento y según cómo reaccionan los mencionados sistemas ante las olas, se pueden también clasificar en distintos tipos, como por ejemplo, los que comprenden una columna de agua oscilante, que consiste en un tubo hueco lleno de aire que se comprime y se expande en función de la presión que ejercen sobre él las olas, o como los que comprenden una estructura presurizada donde la parte superior es móvil respecto a la parte inferior debido a la acción de las olas, o como los que utilizan el movimiento oscilatorio y de bamboleo que se produce en un cuerpo respecto a una referencia fija.Based on its operating principle and depending on how the aforementioned systems react to the waves, They can also classify into different types, such as comprising a column of oscillating water, which consists of a hollow tube filled with air that compresses and expands depending on the pressure exerted on it by the waves, or as those who understand a pressurized structure where the top is mobile respect to the bottom due to the action of the waves, or as those who use the oscillatory and wobble movement that produces in a body with respect to a fixed reference.
En gran medida, todos estos sistemas requieren de una magnitud de olas considerable, implicando generalmente que sus ubicaciones tengan que ser en situaciones geográficas de difícil acceso y/o alejadas de tierra firme, comportando elevados costes de transporte de la energía obtenida por dichos sistemas hasta los puntos de consumo o conexión con la red de distribución convencional.To a large extent, all these systems require of a considerable magnitude of waves, generally implying that their locations have to be in geographical situations of difficult access and / or away from the mainland, behaving high transport costs of the energy obtained by these systems to the points of consumption or connection to the distribution network conventional.
Teniendo en cuenta las mencionadas desventajas de las diferentes alternativas que existen hoy en día, se hace necesario un sistema, del tipo que utiliza el movimiento oscilatorio y de bamboleo que se produce en un cuerpo respecto a una referencia fija debido a la acción de las olas, que solvente los problemas mencionados y mejore la rentabilidad de las olas para su transformación en energía eléctrica.Given the aforementioned disadvantages of the different alternatives that exist today, it is done necessary a system, of the type that uses the movement oscillatory and wobble that occurs in a body with respect to a fixed reference due to the action of the waves, which solvent the mentioned problems and improve the profitability of the waves to Its transformation into electrical energy.
El sistema de aprovechamiento de la energía de las olas marítimas para su transformación en energía eléctrica objeto de la presente invención, se caracteriza porque comprende un conjunto flotante anclado al fondo del mar y constituido por una pluralidad de elementos independientes generadores de electricidad unidos inseparablemente entre sí, cada uno de los cuales comprende al menos un flotador toroidal; una estructura rígida, solidaria del flotador toroidal; una barra rígida articulada a la estructura rígida y dirigida hacia abajo, que en su mayoría queda sumergida; y al menos dos generadores eléctricos fijados articuladamente al conjunto formado por el flotador toroidal y la estructura rígida, mediante respectivas articulaciones, cada uno de los cuales está provisto de una palanca, fijada por uno de sus extremos a la porción de la barra rígida que sobresale de la superficie del mar.The energy utilization system of the sea waves for its transformation into electrical energy object of the present invention, is characterized in that it comprises a floating assembly anchored at the bottom of the sea and constituted by a plurality of independent electricity generating elements inseparably linked to each other, each of which comprises at least one toroidal float; a rigid structure, in solidarity with toroidal float; a rigid bar articulated to the structure rigid and directed downwards, which is mostly submerged; Y at least two electric generators fixed articulated to the set formed by the toroidal float and rigid structure, through respective joints, each of which is provided with a lever, fixed by one of its ends to the portion of the rigid bar protruding from the surface of the sea.
Según otra característica de la invención, la barra rígida está provista en su parte sumergida de una palas estabilizadoras verticales, adaptadas para mantenerla en posición sensiblemente vertical.According to another feature of the invention, the rigid bar is provided in its submerged part of a shovels vertical stabilizers, adapted to hold it in position noticeably vertical
De acuerdo con otra característica de la invención, la barra rígida está provista en su parte sumergida de una pala estabilizador horizontal, adaptada para mantenerla sensiblemente a la misma altura.According to another feature of the invention, the rigid bar is provided in its submerged part of a horizontal stabilizer blade, adapted to keep it substantially at the same height.
Otro aspecto destacable del sistema objeto de la invención consiste en que la palanca de los generadores eléctricos está conectada a un dispositivo transformador que transforma el movimiento rectilíneo de dicha palanca en un movimiento giratorio aplicable a un eje de un generador de electricidad.Another remarkable aspect of the system object of the invention is that the lever of electric generators is connected to a transformer device that transforms the rectilinear movement of said lever in a rotating movement applicable to an axis of an electricity generator.
El sistema según la invención se caracteriza además porque los generadores de eléctricos están provistos de una carcasa impermeable, adaptada para alojarlos en su interior.The system according to the invention is characterized also because electric generators are provided with a waterproof housing, adapted to accommodate them inside.
Otra característica del sistema de la invención consiste en que el flotador toroidal tiene entre 1,5 y 3 metros de diámetro y tiene una sección entre 0,6 y 0,8 metros de diámetro.Another feature of the system of the invention is that the toroidal float has between 1.5 and 3 meters of diameter and has a section between 0.6 and 0.8 meters of diameter.
El sistema se caracteriza además porque cada flotador toroidal está dispuesto en el centro de un espacio del conjunto flotante distribuido en forma de malla de espacios poligonales preferentemente cuadrangulares, y porque está provisto de al menos un cable unido a la malla y anclado al fondo del mar, así como de unos cables de unión entre la malla y el flotador.The system is further characterized because each toroidal float is arranged in the center of a space of the floating set distributed in a mesh of spaces polygonal preferably quadrangular, and because it is provided of at least one cable attached to the mesh and anchored to the bottom of the sea, as well as connecting cables between the mesh and the float.
Según otra característica de la invención, la barra rígida está dotada en su parte superior de unos medios elásticos destinados a facilitar el retorno de la barra rígida a su posición inicial, después del paso de una ola.According to another feature of the invention, the rigid bar is equipped with a means elastics intended to facilitate the return of the rigid bar to its initial position, after the passage of a wave.
En los dibujos adjuntos se ilustra, a título de ejemplo no limitativo, un modo de realización del sistema de aprovechamiento de la energía de las olas marítimas para su transformación en energía eléctrica de la invención. En concreto:The attached drawings illustrate, by way of non-limiting example, an embodiment of the system of harnessing the energy of the sea waves for transformation into electrical energy of the invention. In concrete:
la Fig. 1 es una vista en perspectiva de un conjunto flotante del sistema según la invención;Fig. 1 is a perspective view of a floating system assembly according to the invention;
la Fig. 2 es una vista en perspectiva de un elemento independiente del conjunto flotante representado en la Fig. 1;Fig. 2 is a perspective view of a independent element of the floating assembly represented in the Fig. 1;
las Figs. 3a, 3b, 3c y 3d son sendas vistas esquemáticas de una secuencia de movimientos que se producen al paso de una ola en un elemento independiente del sistema según la invención; yFigs. 3a, 3b, 3c and 3d are paths schematics of a sequence of movements that occur at a wave in a system independent element according to the invention; Y
las Figs. 4a, 4b y 4c son sendas vistas de un generador eléctrico del sistema según la invención.Figs. 4a, 4b and 4c are views of a electric generator of the system according to the invention.
El sistema de aprovechamiento de la energía de las olas marítimas para su transformación en energía eléctrica, representado en la Fig. 1, comprende un conjunto flotante 1 anclado al fondo del mar y constituido por una pluralidad de elementos independientes 2 generadores de electricidad.The energy utilization system of the sea waves for its transformation into electrical energy, shown in Fig. 1, comprises a floating assembly 1 anchored at the bottom of the sea and constituted by a plurality of elements 2 independent electricity generators.
Cada uno de los citados elementos independientes 2 generadores de electricidad representados en la Fig. 1 comprende, tal y como se aprecia en más detalle en la Fig. 2, un flotador toroidal 3; una estructura rígida 4, solidaria al flotador toroidal 3; una barra rígida 5 articulada a la estructura rígida 4 y dirigida hacia abajo en dirección al fondo del mar, que en su mayoría queda sumergida; y dos generadores eléctricos 6.Each of the aforementioned independent elements 2 electricity generators shown in Fig. 1 comprise, as can be seen in more detail in Fig. 2, a float toroidal 3; a rigid structure 4, integral to the toroidal float 3; a rigid bar 5 articulated to the rigid structure 4 and directed down towards the bottom of the sea, which in its most are submerged; and two electric generators 6.
Cada flotador toroidal 3 está dispuesto en el centro de un espacio 23 cuadrangular del conjunto flotante 1, distribuido en forma de malla de espacios 23 cuadrangulares. En dichos espacios 23, cada flotador toroidal 3 está provisto de cuatro cables de unión 25 fijados a los vértices de la malla en cada espacio 23 y al flotador toroidal 3, limitándose así su movimiento libre en superficie. Además, el conjunto flotante 1 está anclado al fondo del mar mediante múltiples cables 24 que están unidos a la malla.Each toroidal float 3 is arranged in the center of a quadrangular space 23 of floating assembly 1, distributed in the form of a mesh of 23 quadrangular spaces. In said spaces 23, each toroidal float 3 is provided with four connecting cables 25 fixed to the vertices of the mesh in each space 23 and the toroidal float 3, thus limiting its surface free movement. In addition, floating assembly 1 is anchored to the bottom of the sea by multiple cables 24 that are attached to the mesh.
Los generadores eléctricos 6 están fijados articuladamente al conjunto formado por el flotador toroidal 3 y la estructura rígida 4, mediante respectivas articulaciones 7, y cada uno de ellos está provisto de una palanca 8, fijada por uno de sus extremos a la porción de la barra rígida 5 que sobresale de la superficie del mar. Dichas articulaciones 7 consisten en un conjunto articulado, representado en más detalle en las Figs.4a y 4b, provisto de dos puntos de articulación, en dos ejes de rotación distintos, X e Y, que permiten al generador eléctrico 6 tener dos grados de libertad respecto al flotador toroidal 3 y la estructura rígida 5. Por otro lado, en el extremo de la palanca 8, que está fijado a la parte superior de la barra rígida 5, se prevé una unión articulada que permite al generador eléctrico 6 tener en ese punto tres grados de libertad, dos de giro, debido al conjunto articulado de las articulaciones 7, y uno de desplazamiento, debido a su guiaje longitudinal a través de la cremallera de la palanca 8 del generador eléctrico 6. Con ello, el generador eléctrico 6 está adaptado para poder obtener y aprovechar todos los movimientos de una ola mediante el seguimiento del movimiento del extremo superior de la barra rígida 5.The electric generators 6 are fixed articulated to the assembly formed by toroidal float 3 and the rigid structure 4, by respective joints 7, and each one of them is provided with a lever 8, fixed by one of its ends to the portion of the rigid bar 5 protruding from the sea surface Said joints 7 consist of a articulated assembly, represented in more detail in Figs. 4a and 4b, provided with two articulation points, on two axes of rotation different, X and Y, which allow the electric generator 6 to have two degrees of freedom from toroidal float 3 and structure rigid 5. On the other hand, at the end of the lever 8, which is fixed to the top of the rigid bar 5, a joint is provided articulated that allows the electric generator 6 to have at that point three degrees of freedom, two of rotation, due to the articulated set of the joints 7, and one of displacement, due to its longitudinal guidance through the rack of lever 8 of the electric generator 6. With this, electric generator 6 is adapted to be able to obtain and take advantage of all the movements of a wave by tracking the movement of the upper end of the rigid bar 5.
La barra rígida 5, tal y como se aprecia en la Fig. 1, la Fig. 2 y en las Figs. 3a, 3b, 3c y 3d, está provista en su parte sumergida de unas palas estabilizadoras verticales 9, adaptadas para mantenerla en posición sensiblemente vertical. Además, la barra rígida 5 también está provista en su parte sumergida de una pala estabilizadora horizontal 10, adaptada para mantenerla sensiblemente a la misma altura. Se contempla la posibilidad de que además, en otra realización no representada, la barra rígida 5 esté provista de más palas estabilizadoras verticales 9 y/o palas estabilizadoras horizontales 10 distribuidas a lo largo de la parte sumergida de la citada barra rígida 5.The rigid bar 5, as seen in the Fig. 1, Fig. 2 and in Figs. 3a, 3b, 3c and 3d, is provided in its submerged part of vertical stabilizing blades 9, adapted to keep it in a substantially vertical position. In addition, the rigid bar 5 is also provided in its part submerged from a horizontal stabilizer blade 10, adapted for keep it substantially at the same height. The possibility that in addition, in another embodiment not shown, the rigid bar 5 is provided with more stabilizing blades vertical 9 and / or horizontal stabilizing blades 10 distributed along the submerged part of said rigid bar 5.
Por otro lado, la palanca 8 de los generadores eléctricos 6 está conectada a un dispositivo transformador 18, representado en más detalle en las Fig. 4a, 4b y 4c, que convierte el movimiento rectilíneo de dicha palanca 8 en un movimiento giratorio aplicable a un eje de un generador de electricidad, tal como un alternador.On the other hand, the lever 8 of the generators Electrical 6 is connected to a transformer device 18, depicted in more detail in Fig. 4a, 4b and 4c, which converts the rectilinear movement of said lever 8 in a movement swivel applicable to an axis of an electricity generator, such Like an alternator
Como se aprecia en las Figs. 4a, 4b y 4c el dispositivo transformador 18 está provisto de unas ruedas dentadas 13 traccionadas mediante una cremallera 14 provista en la palanca 8 de un generador eléctrico 6. Las citadas ruedas dentadas 13 están montadas sobre unos cojinetes unidireccionales 15, en posición enfrentada y unidas por un piñón 16, de manera que una rueda dentada 13 da tracción a al otra y viceversa, y las dos giran en la misma dirección y en sentidos opuestos, sea cual sea el movimiento de la cremallera 14. Siendo así, el movimiento rectilíneo de la cremallera 14 de la palanca 6 que puede ser, tal y como se representa mediante la flecha A, un movimiento longitudinal de desplazamiento en un sentido, de avance, o en otro, de retroceso, se transforma en un movimiento circular. Dichos movimientos de avance y/o retroceso de la palanca 8 se pueden observar en la Fig. 3a a 3d cuando se produce el paso de una ola, así como se produce el giro de los generadores eléctricos 6 respecto a sus articulaciones 7.As seen in Figs. 4a, 4b and 4c the transformer device 18 is provided with gear wheels 13 pulled by a zipper 14 provided on the lever 8 of an electric generator 6. The said cogwheels 13 are mounted on unidirectional bearings 15, in position faced and joined by a pinion 16, so that a wheel toothed 13 gives traction to the other and vice versa, and the two turn in the same direction and in opposite directions, whatever the movement of the zipper 14. Thus, the rectilinear movement of the zipper 14 of the lever 6 which can be, as it is represents by means of arrow A, a longitudinal movement of displacement in one direction, forward, or other, backward, It becomes a circular movement. These movements of forward and / or reverse lever 8 can be seen in Fig. 3rd to 3d when a wave occurs, just as it occurs the rotation of electric generators 6 with respect to their joints 7.
El movimiento circular producido por las ruedas dentadas 13 es transmitido a un engranaje multiplicador 17 formado por otra rueda dentada 19 que lo multiplica y lo transmite a un alternador 20 mediante una correa 21 para generar corriente eléctrica. Las ruedas dentadas 13 están lastradas, mediante lastres 22, de manera que absorben el movimiento de la palanca 6, manteniendo la inercia del movimiento hasta la próxima ola.The circular movement produced by the wheels toothed 13 is transmitted to a multiplier gear 17 formed by another cogwheel 19 that multiplies it and transmits it to a alternator 20 via a belt 21 to generate current electric The sprockets 13 are ballasted, by ballast 22, so that they absorb the movement of the lever 6, maintaining the inertia of the movement until the next wave.
El flotador toroidal 3 tiene preferentemente entre 1,5 y 3 metros de diámetro y una sección entre 0,6 y 0,8 metros de diámetro. Estas medidas del flotador toroidal 3 están especialmente adaptadas, conjunto con el resto de elementos del sistema de aprovechamiento de energía de las olas marítimas de la invención, para generar energía eléctrica en olas de aproximadamente entre 0,5 y 1 metro, las cuales son las que habitualmente se producen en todos los mares y océanos, y en particular en las zonas más próximas a las costas, que son las más ventajosas para su transporte de la energía obtenida.The toroidal float 3 preferably has between 1.5 and 3 meters in diameter and a section between 0.6 and 0.8 meters in diameter These measures of toroidal float 3 are specially adapted, together with the rest of the elements of the system for harnessing the sea waves of the invention, to generate electrical energy in waves of approximately 0.5 to 1 meter, which are what they usually occur in all seas and oceans, and in particularly in the areas closest to the coasts, which are the most advantageous for transporting the energy obtained.
Se contempla que, tal y como se representa en las Figs. 3a, 3b, 3c y 3d, la barra rígida 5 esté dotada además en su parte superior de unos medios elásticos 11 destinados a facilitar el retorno de la barra rígida 5 a su posición inicial, después del paso de una ola. Los medios elásticos, en este caso formados por un muelle 12, están adaptados para devolver la barra rígida a la posición inicial, después de que el paso de una ola eleve el flotador toroidal 3 respecto al plano horizontal, provocando un movimiento entre la barra rígida 5 y el flotador toroidal 3.It is contemplated that, as represented in Figs. 3a, 3b, 3c and 3d, the rigid bar 5 is also provided with its upper part of elastic means 11 intended to facilitate the return of the rigid bar 5 to its initial position, after Step of a wave. The elastic means, in this case formed by a spring 12, are adapted to return the rigid bar to the starting position, after the passage of a wave raises the toroidal float 3 with respect to the horizontal plane, causing a movement between rigid bar 5 and toroidal float 3.
Finalmente, conviene mencionar que se prevé que los generadores eléctricos 6 estén provistos de una carcasa 26 impermeable (ver Fig. 4a, 4b y 4c), adaptada para alojar los citados generadores eléctricos 6 en su interior y protegerlos frente a las inclemencias que se suelen producir en este tipo de ambientes salinos.Finally, it should be mentioned that it is expected that the electric generators 6 are provided with a housing 26 waterproof (see Fig. 4a, 4b and 4c), adapted to accommodate cited electric generators 6 inside and protect them against the inclemencies that usually occur in this type of saline environments
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| EC2A | Search report published |
Date of ref document: 20090729 Kind code of ref document: A1 |
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| FG2A | Definitive protection |
Ref document number: 2324082B1 Country of ref document: ES |
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| FA2A | Application withdrawn |
Effective date: 20110202 |