ES2354097A1 - Device for converting sea wave energy into usable energy - Google Patents
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Abstract
Description
Aparato convertidor de la energía de las olas del mar en energía utilizable.Wave power converter device of the sea in usable energy.
La invención se refiere a un sistema de extracción de energía del océano, más particularmente a un aparato convertidor de la energía de las olas del mar en energía eléctrica, mediante el cual el movimiento angular de una serie de flotadores o pétalos de longitud corta se transfiere a generadores eléctricos que alimentan la red eléctrica.The invention relates to a system of extraction of energy from the ocean, more particularly to a device converter of sea wave energy into electrical energy, whereby the angular movement of a series of floats or Short-length petals are transferred to electric generators that They feed the power grid.
En el aprovechamiento de la energía de las olas los sistemas se pueden dividir en diferentes grupos básicos de sistemas de recogida: seguidores de contorno, absorbedores de punto, sistemas por rebase, columnas oscilantes de agua, y otros.In harnessing the energy of the waves the systems can be divided into different basic groups of collection systems: contour followers, point absorbers, overflow systems, oscillating water columns, and others.
Los absorbedores de punto (por ejemplo la boya de OPT) utilizan el efecto antena para aumentar la captura energética cuando el dispositivo está sintonizado por sus características de masa, muelle y amortiguación. Generalmente este tipo de dispositivo utiliza movimientos verticales de un cuerpo de menos de 7 metros en diámetro para obtener energía. Este tipo de comportamiento se relaciona con un espectro de captura estrecho.Point absorbers (for example the buoy of OPT) use the antenna effect to increase the capture energy when the device is tuned by its characteristics of mass, spring and damping. Generally this device type uses vertical movements of a body of less than 7 meters in diameter for energy. This type of behavior is related to a narrow capture spectrum.
Los seguidores de contorno (el caso genérico es la "Balsa de Cockerell") utilizan movimientos angulares de cuerpos más largos para obtener su energía. El espectro de captura donde el sistema se sintoniza con el oleaje suele ser más amplio que en los absorbedores de punto. Al sintonizarse con el oleaje incidente, el sistema responde con amplitud máxima, consiguiéndose de esa manera maximizar la captura energética. Estos sistemas son más grandes y tienen la desventaja respecto a los absorbedores de punto de que tienen que orientarse en la dirección de la ola predominante.Contour followers (the generic case is the "Cockerell Raft") use angular movements of Longer bodies to get their energy. The capture spectrum where the system is in tune with the waves is usually wider than in point absorbers. When tuning in to the waves incident, the system responds with maximum amplitude, getting that way maximize energy capture. These systems are larger and have the disadvantage with respect to the absorbers of point that they have to orient in the direction of the wave predominant.
Los tipos de sistemas anteriores presentan cada uno el inconveniente de: o bien sintonizarse con la ola en un punto con movimientos lineales con un rango frecuencial de captura estrecho, o bien requerir orientarse en la dirección predominante de las olas. Es, por tanto, de interés proveer un sistema que permita aprovechar las ventajas de los absorbedores de punto y de los seguidores de contorno reduciendo los inconvenientes mencionados.The types of previous systems present each one the inconvenience of: either tuning in to the wave at one point with linear movements with a frequency capture range narrow, or require orientation in the predominant direction of waves. It is therefore of interest to provide a system that allows take advantage of point absorbers and contour followers reducing inconvenience mentioned.
Un sistema tal que cumpla esto se describe a continuación.A system that meets this is described in continuation.
El aparato de la invención es un sistema intermedio entre los dos tipos anteriormente mencionados, tiene características de absorbedor de punto (sistema que recoge la energía en un punto de la ola sintonizándose a la frecuencia de la ola para utilizar el efecto antena) y también tiene aspectos de seguidor de contorno (sistema con flotadores y bisagras que sigue el contorno de la superficie y extrae energía de los movimientos relativos entre diversos componentes). Esto permite absorber la energía de las olas más largas sin que la orientación del dispositivo hacia a la dirección de las olas sea un factor determinante.The apparatus of the invention is a system intermediate between the two types mentioned above, it has characteristics of point absorber (system that collects the energy at one point of the wave tuning to the frequency of the wave to use the antenna effect) and also has aspects of contour follower (system with floats and hinges that follows the surface contour and extracts energy from movements relative between various components). This allows to absorb the longer wave energy without the orientation of the device towards the direction of the waves be a factor determinant.
El aparato de la invención contiene dos componentes básicos: el primero es una estructura central que soporta una serie de pétalos móviles orientados de forma radial y contiene el sistema de generación de electricidad, el segundo componente son los pétalos que van orientados de forma radial en la parte superior de la estructura. El movimiento angular relativo entre los pétalos y la estructura central se transmite por medio de un acoplamiento mecánico a un sistema de generación de energía eléctrica contenido en la estructura central.The apparatus of the invention contains two basic components: the first is a central structure that supports a series of radially oriented mobile petals and contains the electricity generation system, the second component are the petals that are oriented radially in the upper part of the structure. The relative angular movement between the petals and the central structure is transmitted by means of a mechanical coupling to a power generation system electrical content in the central structure.
Los pétalos van acoplados a la estructura central de forma que se mueven de forma rotacional respecto a una unión en forma de bisagra con eje horizontal, situado en la unión de cada pétalo con la estructura central. Esquemáticamente, los pétalos realizan movimientos de ascenso y descenso en dirección esencialmente paralela, al menos para pequeños giros, al eje longitudinal de la estructura central, que es vertical. Estos pétalos tienen una forma semi redondeada con cantos rectos en los puntos de acoplamiento a las bisagras. El volumen y grosor de cada pétalo disminuye cerca de la bisagra para disminuir los esfuerzos cortantes impuestos por la flotación del pétalo sobre la bisagra y aumentar los esfuerzos transmitidos a los generadores lineales.The petals are coupled to the structure central so that they move rotationally with respect to a hinge-shaped joint with horizontal axis, located at the junction of Each petal with the central structure. Schematically, the petals perform ascent and descent movements in the direction essentially parallel, at least for small turns, to the axis longitudinal of the central structure, which is vertical. These petals have a semi-rounded shape with straight edges in the coupling points to the hinges. The volume and thickness of each petal decreases near the hinge to decrease efforts shear imposed by floating the petal on the hinge and Increase efforts transmitted to linear generators.
Aunque se puede construir el pétalo completamente en acero naval, se considera hacerlo en goma, hypalon u otro elastómero, salvo la parte más próxima a la bisagra, donde se concentran los esfuerzos. Esto proporciona flexibilidad ante las olas y minimiza los impactos.Although the petal can be built completely in naval steel, it is considered to do it in rubber, hypalon or other elastomer, except for the part closest to the hinge, where Concentrate efforts. This provides flexibility in the face of waves and minimizes impacts.
Para aumentar la inercia de los pétalos, están provistos de unos compartimentos que se pueden llenar de agua, lo que permite hundirlos hasta el nivel deseado y así sintonizar su movimiento al espectro energético del mar. La posición de estos compartimentos o tanques tiene su centro de gravedad entre el centro y el pico extremo (el más alejado de la bisagra) de los pétalos con objeto de aumentar la matriz de inercia y reducir la frecuencia natural de oscilación de los pétalos. Para dar flotación y forma se pueden llenar los espacios restantes de aire a presión, de forma parecida a las embarcaciones semi-rígidas.To increase the inertia of the petals, they are provided with compartments that can be filled with water, which allows you to sink them to the desired level and thus tune your movement to the energy spectrum of the sea. The position of these compartments or tanks has its center of gravity between the center and the extreme peak (the furthest from the hinge) of the petals with in order to increase the inertia matrix and reduce the frequency Natural swing of the petals. To float and form, they can fill the remaining spaces with pressurized air, so similar to semi-rigid boats.
La función básica de los pétalos es responder ante las variaciones de cota de la superficie del mar con movimientos angulares de ascenso-descenso para transmitir esfuerzo a una serie de generadores eléctricos lineales y convertirlo en energía eléctrica.The basic function of the petals is to respond before the variations in the level of the sea surface with angular movements of ascent-descent for transmit effort to a series of linear electric generators and Turn it into electrical energy.
La estructura central es de un material rígido como acero naval o en algún caso aluminio. En la parte inferior tiene un plato reforzado de entre 8 y 20 metros de diámetro que se utiliza para aumentar la masa añadida y el amortiguamiento hidrodinámico. Esta pieza ralentiza los movimientos lo suficiente como para tratar la estructura central como sistema inercial y así obtener movimientos angulares relativos respecto de ella en los pétalos, para su posterior conversión en energía.The central structure is made of a rigid material as naval steel or in some cases aluminum. On the bottom It has a reinforced plate between 8 and 20 meters in diameter that is used to increase the added mass and damping hydrodynamic This piece slows movements enough as to treat the central structure as an inertial system and so obtain relative angular movements with respect to it in the petals, for later conversion into energy.
La estructura central consta de dos partes: una parte tubular inferior que va conectada al plato de fondo, y una pirámide invertida de tubos que soporta los pétalos. La parte inferior consiste en un tubo vertical de entre 0.5 y 2.5 metros de diámetro y una longitud que llega desde la base (sumergida entre 10 y 20 metros) y hasta el 50-80% del calado de dicha estructura. Dentro de este tubo se instala el sistema de generación de energía eléctrica, los circuitos y parte del lastre.The central structure consists of two parts: one bottom tubular part that is connected to the bottom plate, and a inverted pyramid of tubes that supports the petals. The part bottom consists of a vertical tube between 0.5 and 2.5 meters of diameter and a length that reaches from the base (submerged between 10 and 20 meters) and up to 50-80% of the draft of said structure. The generation system is installed inside this tube of electric power, circuits and part of the ballast.
Una estructura de tubos en forma piramidal invertida conecta la parte tubular inferior de la estructura central con los ejes de los pétalos. Esta estructura tiene que tener la máxima resistencia mecánica y mínima superficie exterior para evitar el reflejo y la dispersión de la energía de las olas ya que está en la parte de máxima concentración energética.A pyramidal tube structure inverted connects the lower tubular part of the central structure with the axes of the petals. This structure has to have the maximum mechanical strength and minimum outer surface to avoid the reflection and dispersion of wave energy as it is in the part of maximum energy concentration.
Los ejes de los pétalos están situados en un mismo plano, idealmente horizontal, y forman en conjunto una línea poligonal virtual; en ellos se unen físicamente los pétalos a la estructura central, formando una articulación entre la estructura central y el pétalo. En la realización preferente forman un cuadrado en la parte superior de la estructura central. Cada eje soporta los elementos de rodadura, que en la realización preferente se conciben como rodamientos de contacto angular, por su gran capacidad para soportar carga radial al mismo tiempo que una carga axial menor aunque no despreciable.The axes of the petals are located in a same plane, ideally horizontal, and together form a line virtual polygonal; in them the petals are physically attached to the central structure, forming an articulation between the structure central and the petal. In the preferred embodiment they form a square at the top of the central structure. Each axis supports the rolling elements, which in the preferred embodiment are conceived as angular contact bearings, for its great capacity to withstand radial load at the same time as a smaller axial load Although not negligible.
Los rodamientos están conectados a una estructura reforzada en la base de los pétalos por medio de amortiguadores que reducen la concentración de esfuerzos permitiendo flexibilidad en la unión sin introducir ninguna fricción adicional.The bearings are connected to a reinforced structure at the base of the petals by means of shock absorbers that reduce stress concentration allowing joint flexibility without introducing any friction additional.
La energía de los pétalos se transfiere por medio de un acoplamiento mecánico al sistema de generación de energía eléctrica localizado en la base de la estructura central. En la realización preferente se transfiere el movimiento hasta el sistema de generación de energía eléctrica con un sistema biela-manivela, utilizando una viga horizontal conectada rígidamente al pétalo que hace de manivela, la cual cruza hasta un punto de articulación con una viga vertical, que hace de biela, y que se une mediante una articulación al sistema de generación de energía eléctrica. Esta combinación permite convertir el movimiento angular del pétalo en movimiento de traslación en la estructura central, que es aprovechado por los sistemas de generación de energía eléctrica, de los que hay uno por cada pétalo.The energy of the petals is transferred by means of a mechanical coupling to the generation system of electrical energy located at the base of the central structure. In the preferred embodiment transfers the movement to the electric power generation system with a system connecting rod-crank, using a horizontal beam rigidly connected to the cranking petal, which crosses up to a point of articulation with a vertical beam, which acts as connecting rod, and that joins by means of an articulation to the system of electric power generation This combination allows to convert the angular movement of the petal in translational movement in the central structure, which is used by the systems of electric power generation, of which there is one for each petal.
En la realización preferente el sistema de generación de energía eléctrica es un generador eléctrico lineal. La parte móvil del generador lineal se encuentra unida mediante una articulación a la viga vertical o biela. Se aprovecha el movimiento relativo entre la parte móvil y la parte fija del generador eléctrico lineal para la generación de electricidad. Un sistema alternativo sería mediante un sistema hidráulico. En este caso la viga vertical o biela se encuentra unida, mediante una articulación, al vástago del cilindro hidráulico. El movimiento de traslación vertical de la biela se transmite al vástago que impulsa el fluido de trabajo. Las variaciones de presión en este fluido de trabajo son aprovechadas para generar energía eléctrica.In the preferred embodiment the system of Electric power generation is a linear electric generator. The mobile part of the linear generator is connected by a joint to the vertical beam or connecting rod. It takes advantage of the movement relative between the moving part and the fixed part of the generator Linear electric for electricity generation. A system alternative would be through a hydraulic system. In this case the vertical beam or connecting rod is attached, through a joint, to the hydraulic cylinder rod. The translation movement vertical rod is transmitted to the rod that drives the fluid of work. Pressure variations in this working fluid are used to generate electricity.
Se definen dos modos de operación del sistema. El modo normal, en el cual es capaz de extraer energía del oleaje y convertirla en eléctrica, y el modo de supervivencia, que se activa cuando las condiciones del mar son especialmente severas para garantizar la seguridad del dispositivo ante las grandes cargas mecánicas que suponen las olas en dichas condiciones del mar. Durante el funcionamiento en modo normal de operación, las vigas horizontales que se unen a los pétalos haciendo de manivelas se encuentran rígidamente acopladas a éstos, girando ambos solidariamente alrededor del eje de giro del pétalo mediante algún tipo de enclavamiento mecánico. Las vigas verticales, que hacen de bielas, se encuentran unidas a las manivelas mediante una unión articulada que permite el giro relativo de ambos componentes, y transmiten un movimiento de traslación vertical a los traslatores del sistema de generación de energía eléctrica, al que están unidas mediante una articulación. Durante la operación en modo de supervivencia, la unión entre la manivela y el pétalo se reconfigura, desacoplándose el giro entre estos dos componentes mediante la apertura del enclavamiento mecánico. Para ello, un actuador hidráulico lineal acoplado entre el pétalo y la manivela se usa para actuar sobre el repliegue de los pétalos De este modo los pétalos pueden rotar hasta que las cuatro puntas estén en contacto, minimizando de esta manera la interacción entre el oleaje y el dispositivo y asegurando por tanto la supervivencia de éste. Los pétalos pueden ser de material elastómero o estar recubiertos de éste, por lo que no hay riesgo de daño por contacto entre ellos.Two modes of system operation are defined. The normal mode, in which it is able to extract energy from the waves and turn it into electric, and survival mode, which is activated when sea conditions are especially severe for ensure the safety of the device against large loads mechanics that suppose the waves in these conditions of the sea. During operation in normal mode of operation, the beams horizontal that join the petals making cranks are they find rigidly coupled to these, turning both in solidarity around the axis of rotation of the petal by some type of mechanical interlocking. The vertical beams, which make connecting rods, are attached to the cranks by a union articulated that allows the relative rotation of both components, and transmit a vertical translation movement to the translators of the electric power generation system, to which they are attached through a joint. During operation in survival, the union between the crank and the petal is reconfigures, decoupling the turn between these two components by opening the mechanical interlocking. To do this, a linear hydraulic actuator coupled between the petal and the crank is used to act on the folding of the petals In this way the petals can rotate until all four tips are in contact, minimizing in this way the interaction between the waves and the device and therefore ensuring its survival. The petals can be made of elastomeric material or coated with this one, so there is no risk of contact damage between them.
La viga vertical o biela penetra en la estructura central y va aislada del exterior por medio de un sistema de sellado que permita su movimiento, que sea resistente al ambiente marino y a fatiga, y que mantenga la estanqueidad, evitando tanto como sea posible la entrada de agua y aire húmedo.The vertical beam or connecting rod penetrates the central structure and is isolated from the outside by means of a system sealing that allows its movement, that is resistant to the environment marine and fatigue, and keep tightness, avoiding both as possible the entry of water and moist air.
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En el caso de la realización preferente, que emplea generadores eléctricos lineales, un sistema alternativo de transferir el esfuerzo a los generadores lineales es por medio de cables bajo tensión. A la parte móvil del generador lineal se le añade un peso para mantener la tensión mecánica en el cable de forma que el sistema pueda generar energía eléctrica para ambos sentidos de giro del pétalo. El cable pasa por una polea situada con cota superior a la de posición más alta de la viga con función de manivela. Esto permite invertir la dirección de los esfuerzos para asegurar que los movimientos hacia arriba de los pétalos (que hacen la máxima fuerza por su volumen de desplazamiento) hagan que el cable trabaje bajo tensión. El orificio de entrada del cable se encuentra sellado mediante un sistema que permita el deslizamiento del cable, sea resistente al ambiente marino, a fatiga y mantenga la estanqueidad.In the case of the preferred embodiment, that employs linear electric generators, an alternative system of transfer the effort to the linear generators is through cables under tension. The mobile part of the linear generator is add a weight to maintain the mechanical tension in the cable so that the system can generate electricity for both directions of turning the petal. The cable passes through a pulley located with elevation higher than the highest position of the beam with function of crank. This allows to reverse the direction of efforts to ensure that the upward movements of the petals (which make maximum force for its volume of displacement) make the Cable work under tension. The cable entry hole is It is sealed by a system that allows sliding of the cable, be resistant to the marine environment, to fatigue and maintain the tightness
La invención también se puede combinar con sistemas de eólica marina utilizando el poste central como referencia inercial. Esto se puede llevar a cabo tanto en los sistemas eólicos flotantes como los sistemas cimentados. En el caso de un sistema flotante la estructura que soporta los ejes respecto de los cuales giran los pétalos se fijan al poste central del generador. En los dos casos los generadores lineales van por encima del agua con la parte móvil del generador conectada a la parte superior del pétalo. El sistema utiliza un sistema de sellado para proteger el sistema de generación de energía eléctrica.The invention can also be combined with offshore wind systems using the center post as inertial reference. This can be done both in the floating wind systems such as cemented systems. If of a floating system the structure that supports the axes with respect of which the petals rotate are fixed to the central pole of the generator. In both cases the linear generators go above of water with the mobile part of the generator connected to the part upper petal. The system uses a sealing system to Protect the electric power generation system.
En el caso de un sistema eólico cimentado, requiere raíles verticales con cojinetes para poder desplazar el centro de rodamiento hasta el nivel medio del agua, que es cambiante con las mareas. Este ajuste permite mantener el convertidor en su configuración a pesar de cambios del nivel del agua, y se puede materializar de distintas maneras. El punto de unión superior entre el sistema de generación de energía eléctrica y el poste central del generador también se mueve por raíles y va acoplado a los rodamientos por medio de una viga de unión para mantener el sistema de generación de energía eléctrica y el pétalo acoplados con posibilidad de subir y bajar con las mareas. El sistema también sirve para sacar el sistema del agua como estrategia de supervivencia en tormentas o para llevar a cabo mantenimiento en seco.In the case of a cemented wind system, requires vertical rails with bearings to move the center of bearing to the average water level, which is changing With the tides This setting allows you to keep the converter in its configuration despite changes in water level, and you can materialize in different ways. The upper junction point between the power generation system and the central pole of the generator also moves on rails and is coupled to bearings by means of a connecting beam to maintain the system of electric power generation and the petal coupled with possibility of going up and down with the tides. The system too serves to remove the water system as a strategy for survival in storms or to perform maintenance on dry.
El aparato convertidor en su variante de transmisión de esfuerzos mediante cables bajo tensión también se puede combinar con sistemas eólicos marinos tanto cimentados como flotantes. En el caso de un sistema eólico flotante los pétalos están apoyados sobre una estructura fijada al poste del sistema eólico. El cable tensionado entra en el interior del poste a través de unos orificios sellados mediante un sistema que permita el deslizamiento del cable, sea resistente al ambiente marino, a fatiga y mantenga la estanqueidad. El cable pasa por unas poleas situadas por encima de los pétalos que transmiten el movimiento de los cables al generador lineal. En el interior del poste se encuentran las partes móviles del generador lineal y los pesos necesarios para mantener el cable tensionado.The converter device in its variant of stress transmission via live cables is also can be combined with both wind and marine wind systems floating. In the case of a floating wind system the petals they are supported on a structure fixed to the system post wind. The tensioned cable enters the inside of the post through of holes sealed by a system that allows cable slip, be resistant to marine environment, fatigue and keep tight. The cable passes through pulleys located above the petals that transmit the movement of the wires to the linear generator. Inside the post are the moving parts of the linear generator and the necessary weights for Keep the cable tensioned.
En el caso de un sistema eólico cimentado la estructura de soporte de los pétalos se encuentra unida al poste del sistema eólico mediante unos cojinetes apoyados sobre raíles fijos al mástil y que se pueden desplazar verticalmente para compensar los cambios en el nivel medio del agua debidos a las mareas. De esta forma los pétalos se pueden desplazar verticalmente para ajustar su posición a los cambios de marea.In the case of a cemented wind system the Petal support structure is attached to the post of the wind system by means of bearings supported on fixed rails to the mast and that can be moved vertically to compensate for changes in the average water level due to the tides. This shape the petals can be scrolled vertically to adjust their Tidal changes position.
Para una mejor comprensión del aparato conversor de energía, se describirá a continuación una realización preferente del mismo con la ayuda de los dibujos acompañantes en los que, con carácter orientativo y no limitativo, se representa lo siguiente:For a better understanding of the converter device of energy, a preferred embodiment will be described below thereof with the help of the accompanying drawings in which, with indicative and non-limiting nature, the next:
- La Figura 1 muestra esquemáticamente una sección longitudinal del sistema con los sistemas básicos: los pétalos para los movimientos del mar, el mecanismo para transferir el esfuerzo, y los generadores lineales.- Figure 1 schematically shows a Longitudinal section of the system with the basic systems: petals for sea movements, the mechanism to transfer the effort, and the linear generators.
- La Figura 2 muestra esquemáticamente una sección longitudinal del sistema alternativo que emplea un sistema hidráulico para la generación de energía eléctrica.- Figure 2 schematically shows a longitudinal section of the alternative system employing a system Hydraulic for electric power generation.
- La Figura 3 muestra una vista en planta del aparato conversor con cuatro pétalos y el plato de base.- Figure 3 shows a plan view of the converter device with four petals and the base plate.
- La Figura 4 muestra el convertidor de energía undimotriz en modo de supervivencia con los pétalos en alto y el cuerpo semi-hundido.- Figure 4 shows the power converter wave in survival mode with the petals up and the semi-sunken body
- La Figura 5 muestra variaciones del número de pétalos que puede utilizar el sistema.- Figure 5 shows variations in the number of petals that the system can use.
- La Figura 6 muestra una variación en la forma del pétalo eliminando volumen cerca de la bisagra para disminuir el esfuerzo cortante y aumentar el esfuerzo transferido a los generadores lineales.- Figure 6 shows a variation in the shape of the petal eliminating volume near the hinge to decrease the shear effort and increase the effort transferred to linear generators
- La Figura 7 muestra una variación en la forma del pétalo aumentando el volumen en el extremo para aumentar la inercia y sintonizar el sistema a las frecuencias más bajas del oleaje. La curvatura cóncava en la parte inferior también aumenta la masa añadida y transfiere más presión al pétalo.- Figure 7 shows a variation in the shape of the petal increasing the volume at the end to increase the inertia and tune the system to the lowest frequencies of the surf. The concave curvature at the bottom also increases the added mass and transfers more pressure to the petal.
- La Figura 8 muestra la sección central del convertidor con sus componentes principales.- Figure 8 shows the central section of the converter with its main components.
- La Figura 9 muestra una sección en planta de los ejes, rodamientos y amortiguadores que acoplan los pétalos a la sección central.- Figure 9 shows a section in plan of the shafts, bearings and dampers that attach the petals to the central section
- La Figura 10 muestra el sistema de transferencia de movimiento desde los pétalos hasta los generadores lineales.- Figure 10 shows the system of transfer of movement from the petals to the generators linear
- La Figura 11 muestra un sistema alternativo de transferir el esfuerzo a los generadores lineales. En vez de utilizar una viga para transferir el esfuerzo en ambas direcciones se conecta el generador por medio de un cable en tensión mantenido por un peso adicional en la parte móvil del generador lineal.- Figure 11 shows an alternative system of transfer the effort to the linear generators. Instead of use a beam to transfer the effort in both directions the generator is connected by means of a maintained tension cable for an additional weight in the mobile part of the linear generator.
- La Figura 12 muestra el acoplamiento del sistema a diferentes sistemas de eólica marina. En el caso del tener un aerogenerador de estructura flotante el sistema de extracción de energía de las olas va fijo a la línea de flotación, en el caso del sistema cimentado el sistema de extracción de energía de las olas se ha de poder desplazar verticalmente para compensar el cambio de nivel medio del agua por mareas u otros.- Figure 12 shows the coupling of the system to different systems of offshore wind. In the case of having a floating structure wind turbine extraction system Wave energy is fixed to the waterline, in the case of cemented system the wave energy extraction system is must be able to move vertically to compensate for the change in average water level by tides or others.
- La Figura 13 muestra detalles del sistema deslizante, mediante el cual se puede ajustar la altura del sistema de extracción de energía de las olas a la posición óptima para cada nivel del mar.- Figure 13 shows system details sliding, by which the height of the system can be adjusted of energy extraction from the waves to the optimal position for each sea level.
- Las Figuras 14a y 14b muestran el acoplamiento del sistema, en su variante con cables tensionados, a diferentes sistemas de eólica marina. En el caso del sistema flotante la estructura de soporte de los pétalos va fija a la línea de flotación y en el caso del sistema cimentado se desplaza verticalmente.- Figures 14a and 14b show the coupling of the system, in its variant with tensioned cables, at different offshore wind systems. In the case of the floating system the Petal support structure is fixed to the waterline and in the case of the cemented system, it moves vertically.
- La Figura 15 muestra detalles del sistema de deslizamiento vertical de la estructura de soporte de los pétalos para ajustar la posición de los mismos al nivel medio del mar en el caso de aerogenerador de estructura cimentada.- Figure 15 shows details of the system vertical sliding of the petal support structure to adjust their position to the mean sea level in the Cemented structure wind turbine case.
Para facilitar la comprensión de esta descripción detallada de la invención, se indica a continuación el significado de las referencias numéricas en las Figuras 1-15:To facilitate the understanding of this Detailed description of the invention, the following is indicated meaning of the numerical references in the Figures 1-15:
- 1.one.
- Pétalos para recoger las variaciones de presión de las olas y convertirlo en movimiento angular.Petals to collect pressure variations from the waves and turn it into angular movement.
- 101.101.
- Recorte en el pétalo para reducir el área que cruza la superficie libre cerca de la bisagra. Esto permite reducir los esfuerzos cortantes en la bisagra sin sacrificar el momento angular que se utiliza para generar energía.Trim the petal to reduce the area it crosses the free surface near the hinge. This allows to reduce the cutting efforts on the hinge without sacrificing the angular momentum It is used to generate energy.
- 102.102
- Cantos rectos en la parte cercana al eje del pétalo.Straight edges near the axis of the petal.
- 103.103.
- Punto donde los pétalos se tocan en modo de supervivencia.Point where the petals touch each other in survival.
- 104.104.
- Sección rígida en forma de tubo con brazos para agarra la sección flexible. Éste tiene la función de soportar los amortiguadores y los rodamientos.Rigid tube-shaped section with arms for grab the flexible section. This one has the function of supporting the shock absorbers and bearings.
- 105.105.
- Compartimentos de agua para aumentar la inercia del pétalo para acoplar su dinámica a la dinámica de las olas.Water compartments to increase the inertia of the petal to match its dynamics to the dynamics of the waves.
- 106.106.
- Curva cóncava en la parte inferior del pétalo para aumentar la masa añadida y mejorar la captura energética.Concave curve at the bottom of the petal to increase added mass and improve energy capture.
- 107.107.
- Cubierta o parte superior del pétalo.Cover or upper part of the petal.
- 2.2.
- Estructura de soporte de bajo impacto ante las olas.Low impact support structure in the face of waves.
- 201.201.
- Tubo central que contiene los generadores y todos los componentes básicos de generación incluyendo circuitos de control y sistemas para monitorear las condiciones de funcionamiento.Central tube containing the generators and all the basic generation components including circuits of control and systems to monitor the conditions of functioning.
- 202.202.
- Estructura superior con tubos angulares para conectar los ejes de rotación de los pétalos al tubo central.Top structure with angular tubes for connect the axes of rotation of the petals to the tube central.
- 3.3.
- Viga vertical o biela que transfiere el esfuerzo a los generadores eléctricos lineales.Vertical beam or connecting rod that transfers the effort to Linear electric generators.
- 4.Four.
- Generadores lineales, localizados en la parte baja de la estructura de soporte para funcionar como lastre.Linear generators, located in the lower part of the support structure to function as ballast.
- 401.401
- Parte móvil del generador lineal.Mobile part of the linear generator.
- 5.5.
- Punto de unión entre la viga horizontal o manivela y el pétalo. La unión es rígida en el modo normal de operación y articulada en el modo de supervivencia.Junction point between the horizontal beam or crank and the petal The joint is rigid in the normal mode of operation and articulated in survival mode.
- 6.6.
- Unión articulada entre la viga vertical o biela y el generador eléctrico lineal.Articulated joint between the vertical beam or connecting rod and the linear electric generator.
- 7.7.
- Eje de rotación del pétalo respecto a la estructura superior.Rotation axis of the petal with respect to the structure higher.
- 8.8.
- Viga horizontal o manivela para transferir el movimiento del pétalo a la viga vertical. Puede estar curveado para minimizar la resistencia hidrodinámica.Horizontal beam or crank to transfer the Petal movement to the vertical beam. It can be curved to minimize hydrodynamic resistance.
- 9.9.
- Cilindro hidráulico que recoge los pétalos durante el modo de supervivencia.Hydraulic cylinder that collects the petals during Survival mode
- 10.10.
- Punto de giro entre viga vertical y viga horizontal.Swing point between vertical beam and beam horizontal.
- 11.eleven.
- Sistema de sellado.Sealing system.
- 11b.11b
- Sistema de sellado para el sistema acoplado con sistemas eólicos marinos.Sealing system for the system coupled with offshore wind systems.
- 12.12.
- Plato reforzado para aumentar la masa añadida, el frenado hidrodinámico y minimiza los movimientos de la sección central.Reinforced dish to increase the added mass, the hydrodynamic braking and minimizes section movements central.
- 13.13.
- Sistema hidráulico para generación de energía hidráulica.Hydraulic system for power generation hydraulics.
- 1301. 1301.
- Vástago del cilindro hidráulico.Hydraulic cylinder stem.
- 14.14.
- Lastre para mejorar la estabilidad.Ballast to improve stability.
- 15.fifteen.
- Estructura cuadrada en la versión preferida de los cuatro ejes.Square structure in the preferred version of the four axes
- 16.16.
- Punto de ensanchamiento de los ejes para fijar el eje ante los esfuerzos cortantes y axiales.Axes widening point to fix the axis before the cutting and axial forces.
- 17.17.
- Rodamiento a un ángulo oblicuo al eje de rotación.Bearing at an angle oblique to the axis of rotation.
- 18.18.
- Canto angular en el punto de ensanchamiento.Angular edge at the point of widening
- 19.19.
- Amortiguador que transfiere el movimiento a los rodamientos desde la sección rígida.Shock absorber that transfers the movement to the bearings from the rigid section.
- 20.twenty.
- Cables bajo tensión para transferir el movimiento en una versión alternativa de la invención.Cables under tension to transfer movement in An alternative version of the invention.
- 21.twenty-one.
- Sistema de sellado para sellar el orificio de entrada del cable del exterior.Sealing system to seal the hole of outside cable entry.
- 21b.21b
- Sistema de sellado para el sistema acoplado con sistemas eólicos marinos.Sealing system for the system coupled with offshore wind systems.
- 22.22
- Polea alta para transferir movimiento al cable.High pulley to transfer movement to cable.
- 23.2. 3.
- Masa en la parte móvil del generador lineal para mantener el cable bajo tensión.Mass in the mobile part of the linear generator for Keep the cable under tension.
- 24.24.
- Sistema eólico marino flotante.Floating offshore wind system.
- 25.25.
- Sistema eólico marino cimentado.Cemented offshore wind system.
- 26.26.
- Estructura de soporte de los ejes respecto a los cuales giran los pétalos.Support structure of the axes with respect to which rotate the petals.
- 27.27.
- Punto de acoplamiento entre los sistemas de generación de energía eléctrica y el poste del generador.Docking point between the systems Electric power generation and generator post.
- 28.28.
- Sistema de generación de energía eléctrica.Power generation system electric
- 2801.2801.
- Traslátor del sistema de generación de energía eléctrica.Translator of the power generation system electric
- 29.29.
- Raíles verticales para poder mover el sistema verticalmente sobre poste fijo.Vertical rails to move the system vertically on fixed post.
- 30.30
- Cojinetes para poder desplazar los pétalos.Bearings to move the petals
- 31.31.
- Raíles verticales para soportar el generador lineal.Vertical rails to support the generator linear.
- 32.32
- Viga de unión para mantener separación entre la bisagra del pétalo y el extremo de los generadores lineales.Bonding beam to maintain separation between the hinge of the petal and the end of the generators linear
- 33.33.
- Cojinetes para poder desplazar el extremo superior del sistema de generación de energía eléctrica.Bearings to move the upper end of the electric power generation system.
- 34.3. 4.
- Cojinetes apoyados sobre raíles fijos al poste y que permiten el desplazamiento vertical.Bearings supported on rails fixed to the post and which They allow vertical scrolling.
- 35.35
- Raíles verticales para poder mover el sistema verticalmente sobre poste fijo.Vertical rails to move the system vertically on fixed post.
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El aparato convertidor de energía de olas es una estructura flotante formado por dos componentes básicos: los pétalos (1) y la estructura central (2) que contiene el sistema de generación y actúa como sistema inercial para obtener movimiento relativo respecto de los pétalos, para luego transmitir energía por medio de un acoplamiento mecánico al sistema de generación de energía eléctrica.The wave energy converter device is a floating structure formed by two basic components: the petals (1) and the central structure (2) that contains the system of generation and acts as an inertial system to get movement relative to the petals, and then transmit energy through means of a mechanical coupling to the generation system of electric power.
Los pétalos van acoplados a la estructura de tal forma que pueden rotar (7) respecto a la estructura central. Estos pétalos tienen una forma semi redondeada (ver Figura 3) con cantos rectos en los puntos de acoplamiento (102) a las bisagras. El volumen del pétalo disminuye cerca de la bisagra (101) para disminuir los esfuerzos cortantes y aumentar los esfuerzos transmitidos al sistema de generación de energía eléctrica.The petals are coupled to the structure of such shape that can rotate (7) with respect to the central structure. These petals have a semi-rounded shape (see Figure 3) with edges straight at the coupling points (102) to the hinges. He petal volume decreases near the hinge (101) to decrease shear stresses and increase efforts transmitted to the electric power generation system.
La forma y configuración de los pétalos presentan varias posibilidades. Aunque en la versión preferida se utilizan cuatro pétalos, es posible utilizar distintas configuraciones. La misma invención se puede aplicar a diferentes números de pétalos (ver Figura 5). La forma se puede modificar para reducir el volumen cerca de la bisagra (101) y reducir el área de casco que cruza la superficie libre en este punto. De esta forma se reducen los esfuerzos cortantes en el eje sin sacrificar momento de esfuerzo contra los generadores lineales. La parte (101) cercana al eje se fabrica de un material rígido para poder llevar las concentraciones de esfuerzo que imponen el resto del pétalo con esta forma.The shape and configuration of the petals They present several possibilities. Although in the preferred version it use four petals, it is possible to use different configurations The same invention can be applied to different petal numbers (see Figure 5). The form can be modified to reduce the volume near the hinge (101) and reduce the area of hull that crosses the free surface at this point. This way you reduce shear stresses on the shaft without sacrificing moment of effort against linear generators. The part (101) near the shaft is made of a rigid material to carry the stress concentrations that impose the rest of the petal with this shape.
Para aumentar la inercia de los pétalos, se llenan compartimentos de agua (106), esto permite hundirlos hasta el nivel deseado y así sintonizar su movimiento al espectro energético del mar. La posición de estos compartimentos o tanques tiene su centro de gravedad entre el centro y el pico extremo (el más alejado de la articulación) de los pétalos con objeto de aumentar los componentes de la matriz de inercia y reducir la frecuencia natural de los pétalos. La curvatura cóncava (107) en la parte inferior también aumenta la masa añadida de agua para transferir más presión al pétalo.To increase the inertia of the petals, it fill water compartments (106), this allows them to sink until desired level and thus tune your movement to the energy spectrum from sea. The position of these compartments or tanks has its center of gravity between the center and the extreme peak (the furthest of the joint) of the petals in order to increase the components of the inertia matrix and reduce the natural frequency of the petals. The concave curvature (107) at the bottom it also increases the added mass of water to transfer more pressure to the petal
La estructura central (2) es de un material rígido como acero naval o en algún caso aluminio o composite. En la parte inferior tiene un plato reforzado (12) de entre 8 y 20 metros de diámetro que se utiliza para aumentar la masa añadida y el amortiguamiento hidrodinámico en dirección vertical. Esta pieza ralentiza los movimientos lo suficiente como para tratar la pieza como referencia inercial y así obtener movimientos angulares relativos que se convierten en energía.The central structure (2) is of a material rigid as naval steel or in some cases aluminum or composite. In the bottom has a reinforced plate (12) between 8 and 20 meters in diameter that is used to increase the added mass and vertical dynamic hydrodynamic damping. This piece slows down enough movements to treat the piece as an inertial reference and thus obtain angular movements relative that become energy.
Conectado al plato de fondo la sección central tiene un tubo vertical (201) de entre 0.5 y 2.5 metros de diámetro y una longitud que llega desde la base hasta un punto situado entre 0.5-0.8 veces esta longitud de distancia hasta la superficie. Dentro de este tubo se instala el sistema de generación de energía eléctrica, los circuitos y parte del lastre (14).Central section connected to the bottom plate it has a vertical tube (201) between 0.5 and 2.5 meters in diameter and a length that reaches from the base to a point between 0.5-0.8 times this length of distance to the surface. The generation system is installed inside this tube electric power, circuits and part of the ballast (14).
Una estructura de tubos colocados en ángulo (202) conecta la sección central con los ejes de los pétalos. Esta estructura tiene que tener la máxima resistencia y un mínimo efecto sobre las olas ya que está en la parte de máxima concentración de energía.A structure of pipes placed at an angle (202) connects the central section with the axes of the petals. This structure has to have maximum strength and minimal effect on the waves since it is in the part of maximum concentration of Energy.
Los ejes en la versión preferida forman un cuadrado (15) en la parte superior de la estructura central. Cada eje tiene dos puntos de ensanchamiento donde se emplazan los rodamientos de contacto angular (16) que sirven para poder llevar los esfuerzos cortantes. Los rodamientos de los ejes (17) se adaptan a los cantos del ensanchamiento (18) para poder resistir cargas en la dirección axial.The axes in the preferred version form a square (15) at the top of the central structure. Every axis has two widening points where the angular contact bearings (16) used to carry the cutting efforts. Shaft bearings (17) adapt to the widening edges (18) to be able to withstand loads in axial direction.
Los rodamientos están conectados a los cascos por medio de una serie de amortiguadores (19) que reducen la concentración de esfuerzos permitiendo flexibilidad en la unión sin introducir ninguna fricción adicional.The bearings are connected to the helmets by means of a series of shock absorbers (19) that reduce the concentration of efforts allowing flexibility in the union without introduce no additional friction.
La energía que los pétalos absorben del mar se transfiere por medio de un acoplamiento mecánico al sistema de generación de energía eléctrica (4) localizado en la base de la estructura central. En la realización preferente se transfiere el movimiento hasta el sistema de generación de energía eléctrica con un sistema biela-manivela, utilizando una viga horizontal (8) unida rígidamente (5) al pétalo que hace de manivela, la cual cruza hasta un punto de articulación (10) con una viga vertical (3), que hace de biela, y que a su vez se une mediante una articulación (6) al sistema de generación de energía eléctrica. Esta combinación permite convertir el movimiento angular del pétalo en movimiento de traslación en la estructura central, que es aprovechado por el sistema de generación de energía eléctrica, de los que hay uno por cada pétalo. La viga horizontal puede estar curvada hacia arriba para disminuir la resistencia hidrodinámica a su movimiento de balanceo, ya que puede cruzar frecuentemente la superficie libre.The energy that the petals absorb from the sea is transfers by means of a mechanical coupling to the system of electric power generation (4) located at the base of the central structure In the preferred embodiment the movement to the electric power generation system with a crank-crank system, using a beam horizontal (8) rigidly attached (5) to the cranking petal, which crosses to a point of articulation (10) with a beam vertical (3), which acts as a connecting rod, and which in turn is joined by a articulation (6) to the electric power generation system. This combination allows to convert the angular movement of the petal in translation movement in the central structure, which is taken advantage of by the electric power generation system, of those that there is one for each petal. The horizontal beam can be curved up to decrease hydrodynamic resistance to its rocking motion, since it can frequently cross the free surface.
En la realización preferente el sistema de generación de energía eléctrica es un generador eléctrico lineal (4). La parte móvil del generador lineal (401) se encuentra unida mediante una articulación (6) a la viga vertical o biela (3). Se aprovecha el movimiento relativo entre la parte móvil y la parte fija del generador eléctrico lineal para la generación de electricidad. Un sistema alternativo sería mediante un sistema hidráulico (13). En este caso la viga vertical o biela (3) se encuentra unida, mediante una articulación (6), al vástago del cilindro hidráulico (1301). El movimiento de traslación vertical de la biela se transmite al vástago que impulsa el fluido de trabajo. Las variaciones de presión en este fluido de trabajo son aprovechadas para generar energía eléctrica.In the preferred embodiment the system of Electric power generation is a linear electric generator (4). The mobile part of the linear generator (401) is attached by means of a joint (6) to the vertical beam or connecting rod (3). Be take advantage of the relative movement between the moving part and the part Fixed linear electric generator for generating electricity. An alternative system would be through a system hydraulic (13). In this case the vertical beam or connecting rod (3) is is attached, through a joint (6), to the stem of the hydraulic cylinder (1301). The vertical translation movement of The connecting rod is transmitted to the rod that drives the working fluid. Pressure variations in this working fluid are used to generate electricity.
La viga vertical o biela penetra en la estructura central y va aislada del exterior por medio de un sistema de sellado (11) que permita su movimiento, que sea resistente al ambiente marino y a fatiga, y que mantenga la estanqueidad, evitando tanto como sea posible la entrada de agua y aire húmedo.The vertical beam or connecting rod penetrates the central structure and is isolated from the outside by means of a system sealing (11) that allows its movement, which is resistant to marine environment and fatigue, and to maintain the tightness, avoiding as much as possible the entry of water and moist air.
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Durante el funcionamiento en modo normal de operación, las vigas horizontales (8) que se unen a los pétalos (1) haciendo de manivelas se encuentran rígidamente acopladas (5) a éstos, girando ambos solidariamente alrededor del eje de giro del pétalo (7) mediante algún tipo de enclavamiento mecánico. Las vigas verticales (3), que hacen de bielas, se encuentran unidas a las manivelas mediante una unión articulada (10) que permite el giro relativo de ambos componentes, y transmiten un movimiento de traslación vertical a los traslátores del sistema de generación de energía eléctrica, al que están unidas mediante una articulación (6). Durante la operación en modo de supervivencia, la unión entre la manivela y el pétalo (5) se reconfigura, desacoplándose el giro entre estos dos componentes mediante la apertura del enclavamiento mecánico. De este modo los pétalos pueden rotar hasta que las cuatro puntas estén en contacto (103), minimizando de esta manera la interacción entre el oleaje y el dispositivo y asegurando por tanto la supervivencia de éste. Los pétalos pueden ser de material elastómero o estar recubiertos de éste, por lo que no hay riesgo de daño por contacto entre ellos.During normal mode operation of operation, the horizontal beams (8) that join the petals (1) cranks are rigidly coupled (5) to these, turning both in solidarity around the axis of rotation of the petal (7) by some kind of mechanical interlocking. Beams vertical (3), which act as connecting rods, are attached to the cranks by means of an articulated joint (10) that allows the rotation relative of both components, and transmit a movement of vertical translation to the translators of the generation system electrical energy, to which they are linked by a joint (6). During operation in survival mode, the union between the crank and the petal (5) are reconfigured, the turn is decoupled between these two components by opening the interlocking mechanic. In this way the petals can rotate until all four tips are in contact (103), thus minimizing the interaction between the waves and the device and thus ensuring the survival of this one. The petals can be made of material elastomer or be coated with it, so there is no risk of Contact damage between them.
En el caso de la realización preferente, que emplea generadores eléctricos lineales, un sistema alternativo de transferir el esfuerzo a los generadores lineales es por medio de cables bajo tensión (20) en vez de utilizar una viga para transferir el esfuerzo en ambas direcciones. A la parte móvil del generador eléctrico lineal se le añade un peso (23) para mantener la tensión mecánica y que el sistema pueda generar energía eléctrica para ambos sentidos de giro del pétalo. El cable pasa por una polea (22) situada con cota superior a la de posición más alta de la viga con función de manivela. Esto permite invertir la dirección de los esfuerzos para asegurar que los movimientos hacia arriba de los pétalos (que hacen la máxima fuerza por su volumen de desplazamiento) hagan que el cable trabaje bajo tensión. Un sistema de sellado (21) protege el generador eléctrico lineal.In the case of the preferred embodiment, that employs linear electric generators, an alternative system of transfer the effort to the linear generators is through live cables (20) instead of using a beam to transfer The effort in both directions. To the mobile part of the generator Linear electric is added a weight (23) to maintain tension mechanical and that the system can generate electricity for both directions of rotation of the petal. The cable passes through a pulley (22) located at a higher level than the highest position of the beam with crank function. This allows you to reverse the direction of the efforts to ensure that the upward movements of the petals (which make maximum strength because of their volume of displacement) make the cable work under tension. A system Sealing (21) protects the linear electric generator.
El dispositivo de la invención también se puede combinar con sistemas de eólica marina utilizando el poste central del aerogenerador como referencia inercial. Esto se puede llevar a cabo tanto en los sistemas flotantes de aerogeneración (24) como en los sistemas cimentados (25). En el caso de un sistema flotante la estructura de soporte de los ejes respecto a los cuales giran los pétalos (26) se fijan directamente a la torre del aerogenerador, a la altura correspondiente a la línea de flotación de éste. El punto de acoplamiento de los sistemas de generación de energía eléctrica a la torre (27) es igualmente fijo. En los dos casos los sistemas de generación de energía eléctrica (28) van por encima del agua con el traslátor de los sistemas de generación de energía eléctrica (2801) conectados a la parte superior del pétalo (108). El sistema utiliza un sistema de sellado (11b) para proteger el sistema de generación de energía eléctrica.The device of the invention can also be combine with offshore wind systems using the center post of the wind turbine as an inertial reference. This can lead to conducted in both floating wind turbine systems (24) and in the cemented systems (25). In the case of a floating system the support structure of the shafts with respect to which the petals (26) are fixed directly to the wind turbine tower, to the height corresponding to its waterline. Point of coupling of electric power generation systems to The tower (27) is equally fixed. In both cases the systems of Electricity generation (28) goes above the water with the Translator of power generation systems (2801) connected to the top of the petal (108). The system uses a sealing system (11b) to protect the generation system electric power
En el caso de un aerogenerador cimentado es necesario el uso de un sistema de posicionamiento para el sistema de captura de energía del oleaje. Este sistema hace uso de raíles verticales (29), distribuidos en la periferia de la torre del aerogenerador, sobre los que se hace la rodadura mediante deslizaderas u otro tipo de cojinetes, (30) para así poder desplazar el sistema hasta el nivel medio del agua, que es cambiante con las mareas. Dicha posición vertical está activamente controlada mediante un servomecanismo. Este ajuste permite mantener el convertidor en su configuración a pesar de cambios del nivel del agua, y se puede materializar de distintas maneras. El punto de unión superior entre el sistema de generación de energía eléctrica y el poste central del generador (33) también se mueve por raíles (31) y va acoplado a la estructura de soporte de los ejes de los pétalos por medio de una viga de unión (32). De esta manera el sistema de generación de energía eléctrica y la estructura de soporte del pétalo permanecen acoplados con posibilidad de subir y bajar con las mareas. Este sistema también sirve para sacar el sistema del agua como estrategia de supervivencia en tormentas, o bien para llevar a cabo mantenimiento en seco.In the case of a cemented wind turbine it is it is necessary to use a positioning system for the wave energy capture. This system makes use of rails vertical (29), distributed on the periphery of the tower of wind turbine, on which the rolling is done by sliders or other type of bearings, (30) in order to move the system up to the average water level, which is changing with the tides Said vertical position is actively controlled by A servomechanism This setting allows you to keep the converter in its configuration despite changes in water level, and you can materialize in different ways. The upper junction point between the power generation system and the central pole of the generator (33) also moves along rails (31) and is coupled to the support structure of the axes of the petals by means of a connecting beam (32). In this way the generation system of electrical energy and the petal support structure remain coupled with the possibility of going up and down with the tides. This system also serves to remove the water system as a strategy Survival in storms, or to carry out dry maintenance
El aparato captador de energía del oleaje en su variante de transmisión de esfuerzos mediante cables bajo tensión también se puede combinar con sistemas eólicos marinos tanto flotantes (24) como cimentados (25). En el caso de un sistema flotante los pétalos tienen sus ejes soportados por una estructura que permanece fijada a la torre del aerogenerador. El cable tensionado (19) entra en el interior del poste a través de unos orificios sellados (21b) y pasa por unas poleas altas (22) que transmiten el movimiento de los cables al generador lineal. En el interior del poste se encuentran la parte móvil del generador eléctrico lineal (401) y los pesos (23) necesarios para mantener el cable tensionado.The wave energy sensing device in your variant of transmission of efforts by means of cables under tension It can also be combined with offshore wind systems floating (24) as cemented (25). In the case of a system floating the petals have their axes supported by a structure which remains attached to the wind turbine tower. The wire tensioned (19) enters the inside of the post through some sealed holes (21b) and passes through high pulleys (22) that They transmit the movement of the cables to the linear generator. At inside the pole are the moving part of the generator linear electric (401) and the weights (23) necessary to maintain the tensioned cable
En el caso de un aerogenerador cimentado al fondo del mar, la estructura de soporte de los pétalos se encuentra unida al poste del sistema eólico mediante un sistema que permite su posicionamiento en la dirección vertical. Dicho sistema se apoya a través de cojinetes (34) sobre raíles fijos al poste (35), lo que permite que se desplace verticalmente gracias a un servomecanismo. De esta forma los pétalos se pueden desplazar verticalmente para ajustar su posición a los cambios de marea.In the case of a wind turbine cemented to bottom of the sea, the support structure of the petals is attached to the pole of the wind system through a system that allows its positioning in the vertical direction. This system is supported by through bearings (34) on fixed rails to the post (35), which It allows it to move vertically thanks to a servomechanism. In this way the petals can be moved vertically to adjust your position to tidal changes.
Claims (13)
- a.to.
- una estructura central de soporte (2) que tiene un eje longitudinal generalmente vertical y que además contiene un sistema de generación de electricidad;a central support structure (2) having a longitudinal axis generally vertical and also contains a generation system Of electricity;
- b.b.
- una pluralidad de estructuras móviles o pétalos (1) cada uno de ellos orientado de forma radial respecto a dicha estructura central (2) y acoplado de forma que puede moverse de forma rotacional respecto a ella, girando alrededor de un eje generalmente horizontal (7), formando el conjunto de los ejes de los pétalos un plano generalmente horizontal que permanece cercano a la línea de flotación del convertidor, transmitiéndose el movimiento rotacional inducido por el oleaje en los pétalos mediante un acoplamiento mecánico, situado en dicha estructura central de soporte, para así transformar un movimiento angular de dichos pétalos en un movimiento longitudinal y poder transformar la energía asociada a dicho movimiento mediante un actuador lineal en energía.a plurality of mobile structures or petals (1) each radially oriented with respect to said central structure (2) and coupled so that it can move rotationally with respect to it, rotating around a generally horizontal axis (7), forming the set of the axes of the petals a plane generally horizontal that remains close to the line of converter flotation, the rotational movement being transmitted induced by waves in the petals by means of a coupling mechanical, located in said central support structure, so transform an angular movement of said petals into a movement longitudinal and be able to transform the energy associated with said movement by means of a linear actuator in energy.
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pétalos.10. The wave energy converter apparatus according to claims 1 to 9 wherein a linear hydraulic actuator (9) coupled between each petal (1) and the corresponding crank (5) is used to act on the folding of the
petals
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