ES2354097B1

ES2354097B1 - CONVERTER OF THE ENERGY OF THE WAVES OF THE SEA IN USABLE ENERGY.

Info

Publication number: ES2354097B1
Application number: ES200901762A
Authority: ES
Inventors: Juan Ribas Cadle; Gerardo Lopez Roibas
Original assignee: Norvento S L; NORVENTO SL
Current assignee: Norvento S L; NORVENTO SL
Priority date: 2009-08-11
Filing date: 2009-08-11
Publication date: 2012-01-25
Anticipated expiration: 2029-08-11
Also published as: ES2354097A1; WO2011018543A2; WO2011018543A3

Abstract

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.An apparatus that converts the energy of sea waves into electrical energy, by means of which the angular movement of a series of short-length floats or petals is transferred to electrical generators that supply the electricity grid.

Description

Aparato convertidor de la energía de las olas del mar en energía utilizable. Device for converting the energy of sea waves into usable energy.

Objeto Object

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 an ocean energy extraction system, more particularly to a device for converting sea wave energy into electrical energy, whereby the angular movement of a series of short-length floats or petals is transferred to electric generators that feed the power grid.

Antecedentes de la invención Background of the invention

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 the use of wave energy 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 OPT buoy) use the antenna effect to increase energy capture when the device is tuned for its mass, spring and damping characteristics. Generally this type of device uses vertical movements of a body less than 7 meters in diameter to obtain 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 obtain their energy. The capture spectrum where the system is in tune with the waves is usually wider than in point absorbers. When tuned to the incident waves, the system responds with maximum amplitude, thereby achieving maximum energy capture. These systems are larger and have the disadvantage with respect to the point absorbers that have to be oriented in the direction of the prevailing wave.

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 each have the disadvantage of either being in tune with the wave at a point with linear movements with a narrow frequency range, or requiring orientation in the predominant direction of the waves. It is, therefore, of interest to provide a system that allows to take advantage of the point absorbers and contour followers by reducing the aforementioned inconveniences.

Un sistema tal que cumpla esto se describe a continuación. A system that meets this is described below.

Descripción de la invención Description of the invention

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 an intermediate system between the two types mentioned above, it has characteristics of point absorber (system that collects energy at a 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 contour of the surface and draws energy from the relative movements between various components). This allows the energy of the longer waves to be absorbed without the orientation of the device towards the direction of the waves being a determining factor.

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 is the petals that are radially oriented 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 an electric power generation system contained 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 central structure so that they move rotationally with respect to a hinge-shaped joint with a horizontal axis, located at the junction of each petal with the central structure. Schematically, the petals perform ascent and descent movements in essentially parallel direction, at least for small turns, to the longitudinal axis of the central structure, which is vertical. These petals have a semi-rounded shape with straight edges at the points of attachment to the hinges. The volume and thickness of each petal decreases near the hinge to reduce the shear stresses imposed by the floating of the petal on the hinge and increase the stresses transmitted to the 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 constructed entirely in naval steel, it is considered to be made of rubber, hypalon or other elastomer, except for the part closest to the hinge, where the efforts are concentrated. This provides ﬂ exibility to 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 them to sink to the desired level and thus tune their movement to the energy spectrum of the sea. The position of these compartments or tanks has their center of gravity between the center and the extreme peak (the furthest from the hinge) of the petals in order to increase the matrix of inertia and reduce the natural frequency of oscillation of the petals. To give ﬂ otation and shape, the remaining spaces of pressurized air can be filled, similar to semi-rigid vessels.

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 to the variations in elevation of the sea surface with angular movements of ascent-descent to transmit effort to a series of linear electric generators and convert 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 entre8y20 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 such as naval steel or in some cases aluminum. In the lower part it has a reinforced plate between 8 and 20 meters in diameter that is used to increase the added mass and hydrodynamic damping. This piece slows down enough movements to treat the central structure as an inertial system and thus 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: a lower tubular part that is connected to the bottom plate, and an inverted pyramid of tubes that supports the petals. The lower part consists of a vertical tube between 0.5 and 2.5 meters in 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 electrical power generation system, circuits and part of the ballast are installed inside this tube.

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. An inverted pyramidal tube structure connects the lower tubular part of the central structure with the axes of the petals. This structure has to have the maximum mechanical resistance and minimum outer surface to avoid the reflection and dispersion of wave energy since 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 the same plane, ideally horizontal, and together form a virtual polygonal line; in them the petals are physically attached to the central structure, forming an articulation between the central structure and the petal. In the preferred embodiment they form a square in the upper part of the central structure. Each axis supports the rolling elements, which in the preferred embodiment are conceived as angular contact bearings, due to their great capacity to support radial load at the same time as a smaller but not negligible axial load.

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 the concentration of stresses allowing flexibility in the joint without introducing any additional friction.

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 electric power generation system located at the base of the central structure. In the preferred embodiment, the movement is transferred to the electric power generation system with a crank-crank system, using a horizontal beam rigidly connected to the cranking petal, which crosses to a point of articulation with a vertical beam, which It acts as a connecting rod, and that joins through an articulation to the electric power generation system. This combination makes it possible to convert the angular movement of the petal into translational movement in the central structure, which is used by electric power generation systems, 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 electric power generation system is a linear electric generator. The mobile part of the linear generator is connected by a joint to the vertical beam or connecting rod. The relative movement between the mobile part and the fixed part of the linear electric generator is used to generate electricity. An alternative system would be through a hydraulic system. In this case the vertical beam or connecting rod is attached, by means of a joint, to the rod of the hydraulic cylinder. 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 electrical energy.

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 convert it into electric, and the survival mode, which is activated when sea conditions are especially severe to ensure the safety of the device against the large mechanical loads that the waves in these sea conditions. During operation in normal mode of operation, the horizontal beams that are attached to the petals by cranks are rigidly coupled to them, both of which rotate jointly around the axis of rotation of the petal by some kind of mechanical interlocking. The vertical beams, which act as connecting rods, are attached to the cranks by means of an articulated joint 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 mode, the connection between the crank and the petal is reconfigured, the rotation between these two components being decoupled by opening the mechanical interlocking. For 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 the four points are in contact, thus minimizing the interaction between the waves and the device and therefore ensuring its survival. The petals can be made of elastomeric material or covered with it, so there is no risk of damage from contact 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 sealing system that allows its movement, that is resistant to the marine environment and fatigue, and that maintains the tightness, avoiding as much as possible the entry of water and moist air.

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, which uses linear electric generators, an alternative system of transferring the effort to the linear generators is by means of live cables. A weight is added to the mobile part of the linear generator to maintain the mechanical tension in the cable so that the system can generate electrical energy for both directions of rotation of the petal. The cable passes through a pulley located at a level higher than the highest position of the beam with crank function. This makes it possible to reverse the direction of the efforts to ensure that the upward movements of the petals (which make maximum force due to their volume of displacement) make the cable work under tension. The cable entry hole is sealed by a system that allows the cable to slide, is resistant to the marine environment, to fatigue and to 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 central pole as an inertial reference. This can be done in both floating wind systems and cemented systems. In the case of a floating system, the structure that supports the axes with respect to which the petals rotate is fixed to the central pole of the generator. In both cases the linear generators go above the water with the mobile part of the generator connected to the top of the 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, it requires vertical rails with bearings to move the bearing center to the middle level of the water, which is changing with the tides. This setting allows the converter to be maintained in its configuration despite changes in the water level, and can be realized in different ways. The upper junction point between the electric power generation system and the central pole of the generator also moves along rails and is coupled to the bearings by means of a connecting beam to keep the electric power generation system and the petal coupled. with the possibility of going up and down with the tides. The system also serves to remove the water system as a storm survival strategy or to perform dry maintenance.

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 converting device in its variant of transmission of stresses by cables under tension can also be combined with both wind-powered and floating marine wind systems. In the case of a floating wind system the petals are supported on a structure fixed to the pole of the wind system. The tensioned cable enters the interior of the post through sealed holes by means of a system that allows the cable to slide, is resistant to the marine environment, to fatigue and maintains the tightness. The cable passes through pulleys located above the petals that transmit the movement of the cables to the linear generator. Inside the pole are the moving parts of the linear generator and the weights necessary to 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 support structure of the petals is attached to the pole of the wind system by means of bearings supported on rails fixed to the mast and that can be moved vertically to compensate for changes in the average water level due to the tides. In this way the petals can be moved vertically to adjust their position to the tidal changes.

Breve descripción de los dibujos Brief description of the drawings

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 energy converter apparatus, a preferred embodiment thereof will be described below with the help of the accompanying drawings in which, for guidance and non-limiting purposes, the following is represented:

--: 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: the petals for the movements of the sea, 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 that employs a hydraulic system for the generation of electrical energy.

--: 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 apparatus 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 wave energy converter in survival mode with the petals raised and the body semi-sunken.

--: 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 by eliminating volume near the hinge to decrease the shear stress and increase the effort transferred to the 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 lower wave frequencies. 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 plan section 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 movement transfer system from the petals to the linear generators.

--: 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 transferring effort to linear generators. Instead of using a beam to transfer the stress in both directions, the generator is connected by means of a tension cable maintained by an additional weight on 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 offshore wind systems. In the case of having a wind turbine with a floating structure, the wave energy extraction system is fixed to the floating line, in the case of the cemented system the wave energy extraction system must be able to move vertically to compensate the change of 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 details of the sliding system, by which the height of the wave energy extraction system can be adjusted to the optimum 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, to different offshore wind systems. In the case of the floating system the support structure of the petals is fixed to the floating line 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 vertical sliding system of the support structure of the petals to adjust their position to the mean sea level in the case of a wind turbine with a cemented structure.

Descripción detallada de una realización preferente de la invención Detailed description of a preferred embodiment of the invention

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 meaning of the numerical references in Figures 1-15 is indicated below:

1. Pétalos para recoger las variaciones de presión de las olas y convertirlo en movimiento angular. 1. Petals to collect the pressure variations of 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 that crosses the free surface near the hinge. This allows to reduce the shear stresses on the hinge without sacrificing the angular momentum that 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 in survival mode.

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 to grip the flexible section. This 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 the added mass and improve energy capture.

107. 107.: Cubierta o parte superior del pétalo. Cover or upper part of the petal.

2. Estructura de soporte de bajo impacto ante las olas. 2. Low impact support structure against 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 basic generation components including control circuits and systems to monitor operating conditions.

202. 202.: Estructura superior con tubos angulares para conectar los ejes de rotación de los pétalos al tubo central. Upper structure with angular tubes to connect the axes of rotation of the petals to the central tube.

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 the 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. Parte móvil del generador lineal. 401. 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 the 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 relative to the upper structure.

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 movement of the petal 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. Pivot point between vertical beam and horizontal beam.

11. eleven.: Sistema de sellado. 11b. Sistema de sellado para el sistema acoplado con sistemas eólicos marinos. Sealing system. 11b 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 plate to increase the added mass, hydrodynamic braking and minimizes the movements of the central section.

13. 13.: Sistema hidráulico para generación de energía hidráulica. 1301. Vástago del cilindro hidráulico. Hydraulic system for hydraulic power generation. 1301. Hydraulic cylinder rod.

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. Widening point of the shafts to fix the shaft to 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. 21b. Sistema de sellado para el sistema acoplado con sistemas eólicos marinos. Sealing system to seal the outer cable entry hole. 21b 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 the 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 to keep the cable under tension.

24. 24.: Sistema eólico marino ﬂotante. Floating marine 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 shafts with respect to which the petals rotate.

27. 27.: Punto de acoplamiento entre los sistemas de generación de energía eléctrica y el poste del generador. Docking point between the power generation systems and the generator post.

28. 28.: Sistema de generación de energía eléctrica. 2801. Traslátor del sistema de generación de energía eléctrica. Electricity generation system. 2801. Translator of the electric power generation system.

29. 29.: Raíles verticales para poder mover el sistema verticalmente sobre poste ﬁjo. Vertical rails to move the system vertically over a 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 linear generator.

32. 32: Viga de unión para mantener separación entre la bisagra del pétalo y el extremo de los generadores lineales. Joining beam to maintain separation between the hinge of the petal and the end of the linear generators.

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 allowing vertical displacement.

35. 35: Raíles verticales para poder mover el sistema verticalmente sobre poste ﬁjo. Vertical rails to move the system vertically over a fixed post.

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 converting apparatus is a floating structure formed by two basic components: the petals (1) and the central structure (2) that contains the generation system and acts as an inertial system to obtain relative movement with respect to the petals, to then transmit energy through a mechanical coupling to the electric power generation system.

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 so that they can rotate (7) with respect to the central structure. These petals have a semi-rounded shape (see Figure 3) with straight edges at the coupling points (102) to the hinges. The volume of the petal decreases near the hinge (101) to decrease the shear stresses and increase the 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 con ﬁ guration of the petals present several possibilities. Although four petals are used in the preferred version, it is possible to use different configurations. The same invention can be applied to different numbers of petals (see Figure 5). The shape can be modified to reduce the volume near the hinge (101) and reduce the hull area that crosses the free surface at this point. This reduces the shear stresses on the shaft without sacrificing moment of effort against the linear generators. The part (101) close to the shaft is made of a rigid material to be able to carry the stress concentrations imposed by 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, water compartments (106) are filled, this allows them to sink to the desired level and thus tune their movement to the energy spectrum of the sea. The position of these compartments or tanks has their center of gravity between the center and the extreme peak (the furthest from 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 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 entre8y20 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 made of a rigid material such as naval steel or in some cases aluminum or composite. In the lower part it has a reinforced plate (12) between 8 and 20 meters in diameter that is used to increase the added mass and hydrodynamic damping in the vertical direction. This piece slows down enough movements to treat the piece as an inertial reference and thus obtain relative angular movements 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). Connected to the bottom plate the central section 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 electrical power generation system, circuits and part of the ballast (14) are installed inside this tube.

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. An angled tube structure (202) connects the central section with the axes of the petals. This structure has to have the maximum resistance and a minimum effect on the waves since it is in the part of maximum energy concentration.

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) in the upper part of the central structure. Each axis has two widening points where the angular contact bearings (16) are located that serve to carry the shear stresses. The shaft bearings (17) are adapted to the widening edges (18) in order to withstand loads in the 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 stresses allowing flexibility in the joint without introducing any 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 The energy that the petals absorb from the sea is transferred by means of a mechanical coupling to the electric power generation system (4) located at the base of the central structure. In the preferred embodiment, the movement is transferred to the electric power generation system with a crank-crank system, using a horizontal beam (8) rigidly connected (5) to the crank-shaped petal, which crosses to a point of articulation

(10) (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. with a vertical beam (3), which acts as a connecting rod, and which in turn joins through a joint (6) to the electric power generation system. This combination makes it possible to convert the angular movement of the petal into translational movement in the central structure, which is used by the electric power generation system, of which there is one for each petal. The horizontal beam can be curved upward 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 In the preferred embodiment, the electric power generation system is a linear electric generator (4). The mobile part of the linear generator (401) is connected by a joint (6) to the vertical beam or connecting rod (3). The relative movement between the mobile part and the fixed part of the linear electric generator is used to generate electricity. An alternative system would be through a hydraulic system (13). In this case the vertical beam or connecting rod

(3) (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. it is attached, by means of a joint (6), to the rod 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 electrical energy.

La viga vertical o biela penetra en la estructura central y va aislada del exterior por medio de un sistema de sellado The vertical beam or connecting rod penetrates the central structure and is isolated from the outside by means of a sealing system

(11) (eleven): 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. that allows its movement, that is resistant to the marine environment and to fatigue, and that maintains the tightness, avoiding as much as possible the entrance of water and humid air.

Durante el funcionamiento en modo normal de operación, las vigas horizontales (8) que se unen a los pétalos During operation in normal mode of operation, the horizontal beams (8) that join the petals

(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. (1) acting as cranks, they are rigidly coupled (5) to them, both of which rotate integrally around the axis of rotation of the petal (7) by some kind of mechanical interlocking. The vertical beams (3), which act as connecting rods, are attached to the cranks by means of an articulated joint (10) that allows the relative rotation of both components, and transmit a vertical translation movement to the translators of the power generation system electrical, to which they are joined by a joint (6). During the operation in survival mode, the connection between the crank and the petal (5) is reconfigured, the rotation between these two components being decoupled by opening the mechanical interlocking. In this way the petals can rotate until the four points are in contact (103), thus minimizing the interaction between the waves and the device and thus ensuring its survival. The petals can be made of elastomeric material or covered with it, so there is no risk of damage from contact 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, which uses linear electric generators, an alternative system of transferring the effort to the linear generators is by means of live cables (20) instead of using a beam to transfer the stress in both directions. A weight (23) is added to the mobile part of the linear electric generator to maintain the mechanical tension and that the system can generate electrical energy for both directions of rotation of the petal. The cable passes through a pulley (22) located higher than the highest position of the beam with crank function. This makes it possible to reverse the direction of the efforts to ensure that the upward movements of the petals (which make maximum force due to their volume of displacement) make the cable work under tension. A sealing system (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 The device of the invention can also be combined with offshore wind systems using the central pole of the wind turbine as an inertial reference. This can be done both in floating wind turbine systems (24) and in cemented systems (25). In the case of a floating system, the support structure of the axes with respect to which the petals (26) rotate are fixed directly to the wind turbine tower, at the height corresponding to the floating line of the latter. The coupling point of the power generation systems to the tower

(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. (27) is equally fixed. In both cases the electric power generation systems (28) go above the water with the translator of the electric power generation systems (2801) connected to the upper part of the petal (108). The system uses a sealing system (11b) to protect the electric power generation system.

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 necessary to use a positioning system for the wave energy capture system. This system makes use of vertical rails (29), distributed on the periphery of the wind turbine tower, on which the rolling is done by means of slides or other types of bearings, (30) in order to move the system to the middle level of the Water, which is changing with the tides. Said vertical position is actively controlled by a servomechanism. This setting allows the converter to be maintained in its configuration despite changes in the water level, and can be realized in different ways. The upper junction point between the electric power generation system and the central generator post (33) also moves along rails (31) and is coupled to the support structure of the axes of the petals by means of a beam of union (32). In this way the electric power generation system and the support structure of the petal remain coupled with the possibility of going up and down with the tides. This system also serves to remove the water system as a storm survival strategy, 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 its strain transmission variant by means of live cables can also be combined with both floating and winding marine wind systems (24) and foundations (25). In the case of a floating system, the petals have their axes supported by a structure that remains fixed to the wind turbine tower. The tensioned cable (19) enters the inside of the post through sealed holes (21b) and passes through high pulleys (22) that transmit the movement of the cables to the linear generator. Inside the pole are the mobile part of the linear electric generator (401) and the weights (23) necessary to keep the cable tensioned.

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 at the 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. Said system is supported by bearings (34) on rails fixed to the post (35), which allows it to move vertically thanks to a servomechanism. In this way the petals can be moved vertically to adjust their position to the tidal changes.

Claims

1. Floating apparatus that converts the energy associated with sea waves into electrical energy, characterized in that it comprises:

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) that has a generally vertical longitudinal axis and also contains an electricity generation system;

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 about a generally horizontal axis (7) , the whole of the axes of the petals forming a generally horizontal plane that remains close to the converter's floating line, the rotational movement induced by the swell in the petals being transmitted by a mechanical coupling, located in said central support structure, for thus transforming an angular movement of said petals into a longitudinal movement and being able to transform the energy associated with said movement by means of a linear actuator into energy.

2. 2.: Aparato convertidor de la energía del oleaje según reivindicación 1 en el cual el actuador lineal que transforma la energía proveniente del oleaje es una máquina eléctrica lineal (4). Wave energy converting apparatus according to claim 1 in which the linear actuator that transforms the energy from the waves is a linear electric machine (4).

3. 3.: Aparato convertidor de la energía del oleaje según reivindicación 1 en el cual el actuador lineal que transforma la energía proveniente del oleaje es de naturaleza hidráulica (13). Wave energy converting apparatus according to claim 1 in which the linear actuator that transforms the energy from the waves is of a hydraulic nature (13).

4. Four.: Aparato convertidor de la energía del oleaje según reivindicación 1 en el cual el acoplamiento mecánico del movimiento entre pétalos y actuador lineal se realiza con un sistema de manivela (8) y biela (3), estando la manivela unida rígidamente al pétalo (5) y unida por una articulación a la biela (10), estando dicha biela a su vez unida por una articulación (6) al actuador lineal, dicha combinación permitiendo convertir el movimiento oscilante angular del pétalo en movimiento de oscilación vertical del actuador lineal. Wave energy converting apparatus according to claim 1 wherein the mechanical coupling of the movement between petals and linear actuator is performed with a crank system (8) and connecting rod (3), the crank being rigidly attached to the petal (5) and joined by an articulation to the connecting rod (10), said connecting rod being in turn connected by an articulation (6) to the linear actuator, said combination allowing converting the angular oscillating movement of the petal into a vertical oscillating movement of the linear actuator.

5. 5.: Aparato convertidor de la energía del oleaje según reivindicación 1 en el cual el acoplamiento mecánico del movimiento entre pétalos y actuador lineal se realiza con un sistema de cables bajo tensión mecánica, estando la manivela (8) unida rígidamente al pétalo (5) y unida por un cable (20) a la máquina eléctrica lineal, manteniéndose la tensión mecánica en el cable mediante un peso (23) situado en la parte inferior del actuador lineal, dicha combinación permitiendo convertir el movimiento oscilante angular del pétalo en movimiento de oscilación vertical del actuador lineal. Wave energy converting apparatus according to claim 1 in which the mechanical coupling of the movement between petals and linear actuator is carried out with a cable system under mechanical tension, the crank (8) being rigidly attached to the petal (5) and joined by a cable (20) to the linear electric machine, the mechanical tension in the cable being maintained by a weight (23) located in the lower part of the linear actuator, said combination allowing converting the angular oscillating movement of the petal into a vertical oscillation movement of the actuator linear.

6. 6.: Aparato convertidor de la energía del oleaje según reivindicaciones 1 y 4 en el cual la penetración de la biela en el la parte tubular de la estructura central de soporte queda aislada del ambiente exterior mediante un sello (11) con una forma y composición del material tales que permitan su movimiento y que sea resistente al ambiente marino y a fatiga. Wave energy converting apparatus according to claims 1 and 4 in which the penetration of the connecting rod into the tubular part of the central support structure is isolated from the outside environment by means of a seal (11) with a shape and composition of the material such that allow its movement and that is resistant to the marine environment and fatigue.

7. 7.: Aparato convertidor de la energía del oleaje según reivindicaciones 1y5enel cual la penetración del cable tensionado en la parte tubular de la estructura central de soporte queda aislada del ambiente exterior mediante un sello Wave energy converter apparatus according to claims 1 and 5 in which the penetration of the tensioned cable into the tubular part of the central support structure is isolated from the outside environment by means of a seal

(21) with a shape and composition of the material such that it allows its movement and is resistant to the marine and fatigue environment.

8. 8.: Aparato convertidor de la energía del oleaje según reivindicaciones 1 a 7 en el cual los actuadores lineales están localizados en la parte inferior de la estructura central de soporte (2) lastrando dicha estructura central. Wave energy converting apparatus according to claims 1 to 7 in which the linear actuators are located in the lower part of the central support structure (2) ballasting said central structure.

9. 9.: Aparato convertidor de la energía del oleaje según reivindicaciones 1 a 8 en el cual el sistema puede cambiar su modo de operación normal (ver Figura 1) a uno de supervivencia (ver Figura 4), y que mediante el desacoplamiento del giro del pétalo (1) del giro de la manivela (5) permite actuar a un sistema auxiliar que repliega los pétalos hasta que los extremos de éstos más alejados de la estructura central (103) estén en contacto, con objeto de minimizar el efecto del oleaje sobre el conjunto. Wave energy converter apparatus according to claims 1 to 8 in which the system can change its normal mode of operation (see Figure 1) to one of survival (see Figure 4), and which by decoupling the rotation of the petal (1 ) the rotation of the crank (5) allows an auxiliary system to be operated that retracts the petals until the ends of these are further away from the central structure (103) are in contact, in order to minimize the effect of the swell on the assembly.

10. 10.: Aparato convertidor de la energía del oleaje según reivindicaciones 1 a 9 en el que un actuador hidráulico lineal (9) acoplado entre cada pétalo (1) y la correspondiente manivela (5) se usa para actuar sobre el repliegue de los pétalos. Swell energy converting 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.

11. eleven.: Aparato convertidor de la energía del oleaje según reivindicaciones1a10enelque dicha estructura central de soporte (2) está formada por un plato base de arrastre (12) en su parte inferior que la estabiliza en dirección vertical, un cuerpo tubular (201) unido a dicho plato base que aloja los mecanismos y dispositivos destinados a la conversión de energía, y un conjunto estructural de tubos en forma de pirámide invertida (202) que conecta dicho cuerpo tubular con los ejes (7) alrededor de los cuales giran los pétalos. Wave energy converting apparatus according to claims 1 to 10 in which said central support structure (2) is formed by a base plate of drag (12) in its lower part that stabilizes it in a vertical direction, a tubular body (201) attached to said base plate which houses the mechanisms and devices intended for energy conversion, and a structural set of tubes in the form of an inverted pyramid (202) that connects said tubular body with the axes (7) around which the petals rotate.

12. 12.: Aparato convertidor de la energía del oleaje según reivindicaciones 1 a 10 en el cual se integra el cuerpo central de soporte (2) en la torre de un aerogenerador, ya sea cimentado o ﬂotante, con objeto de obtener un sistema capaz de aprovechar la energía de las olas y del viento conjuntamente. Wave energy converting apparatus according to claims 1 to 10 in which the central support body (2) is integrated in the tower of a wind turbine, either cemented or floating, in order to obtain a system capable of harnessing the energy of the waves and the wind together.

13. 13.: Aparato convertidor de la energía del oleaje y del viento según reivindicación 12 en el que la estructura del aerogenerador está cimentada en el fondo del mar, proveyéndose el convertidor de energía del oleaje de un sistema de posicionamiento vertical que lo desplaza a lo largo de una parte de la torre del aerogenerador (25) para así compensar las variaciones de nivel medio del mar causadas por las mareas. Wind and wind energy converting apparatus according to claim 12 wherein the wind turbine structure is grounded at the bottom of the sea, the wave energy converter being provided with a vertical positioning system that moves it along a part of the wind turbine tower (25) in order to compensate for medium sea level variations caused by the tides.

SPANISH OFFICE OF THE PATENTS AND BRAND

Application no .: 200901762

SPAIN

Date of submission of the application: 11.08.2009

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REPORT ON THE STATE OF THE TECHNIQUE

51 Int. Cl.: F03B13 / 20 (01.01.2006)

RELEVANT DOCUMENTS

Categoría Category: Documentos citados Reivindicaciones afectadas Documents cited Claims Affected

X X: DE 4143011 C1 (LAMBRECHT HANS) 15.04.1993, columna 1-8,11 DE 4143011 C1 (LAMBRECHT HANS) 04.04.1993, column 1-8.11

Y Y: 4, línea 62 -columna 6, línea 46; figuras. 9-10,12-13 4, line 62-column 6, line 46; figures. 10-10-12-13

Y Y: US 2007108773 A1 ( RESEN STEENSTRUP PER ET AL.) 9-10 US 2007108773 A1 (STEENTRUP PER ET AL RES.) 9-10

A TO: 17.05.2007, párrafos[44 -45]; figuras. 1,3-4,6 05/17/2007, paragraphs [44-45]; figures. 1.3-4.6

Y Y: ES 2182702 A1 (PRATS JOVE FELIPE ) 01.03.2003, columna 12-13 ES 2182702 A1 (PRATS JOVE FELIPE) 01.03.2003, column 12-13

A TO: 3, línea 8 -columna 4, línea 11; figuras. 1 3, line 8 - column 4, line 11; figures. one

X X: US 4480966 A (SMITH WILLIAM W) 06.11.1984, columna 4, línea 23 – columna 5, línea 7; columna 9, líneas 44-64; figuras. 1-8 US 4480966 A (SMITH WILLIAM W) 06.11.1984, column 4, line 23 - column 5, line 7; column 9, lines 44-64; figures. 1-8

A TO: JP 55160967 A (MANABE YASUHIRO) 15.12.1980, resumen; figuras 1-4. 1-2,11 JP 55160967 A (MANABE YASUHIRO) 15.12.1980, summary; Figures 1-4. 1-2.11

A TO: ES 2161653 A1 (GIORDANO URRUTIA JORGE) 01.12.2001, columna 2, línea 53 – columna 3, línea 9; figuras. 1,5,7 EN 2161653 A1 (GIORDANO URRUTIA JORGE) 01.12.2001, column 2, line 53 - column 3, line 9; figures. 1,5,7

X X: ES 2072908 T3 (HYDAM TECHNOLOGY LTD) 01.08.1995, columna 3,línea 19 – columna 4, línea 45; figuras. 1,3-4,6,11 ES 2072908 T3 (HYDAM TECHNOLOGY LTD) 01.08.1995, column 3, line 19 - column 4, line 45; figures. 1.3-4.6.11

A TO: US 2008157532 A1 ( LOUI STEVEN et al.) 03.07.2008, párrafos [30-34]; figuras. 1,5,7,11 US 2008157532 A1 (LOUI STEVEN et al.) 03.07.2008, paragraphs [30-34]; figures. 1,5,7,11

Categoría de los documentos citados X: de particular relevancia Y: de particular relevancia combinado con otro/s de la misma categoría A: refleja el estado de la técnica O: referido a divulgación no escrita P: publicado entre la fecha de prioridad y la de presentación de la solicitud E: documento anterior, pero publicado después de la fecha de presentación de la solicitud Category of the documents cited X: of particular relevance Y: of particular relevance combined with other / s of the same category A: reflects the state of the art O: refers to unwritten disclosure P: published between the priority date and the date of priority submission of the application E: previous document, but published after the date of submission of the application

El presente informe ha sido realizado • para todas las reivindicaciones • para las reivindicaciones nº: This report has been prepared • for all claims • for claims no:

Fecha de realización del informe 23.02.2011 Date of realization of the report 23.02.2011: Examinador J. Galán Mas Página 1/4 Examiner J. Galán Mas Page 1/4

REPORT OF THE STATE OF THE TECHNIQUE

Application number: 200901762

Minimum documentation searched (classification system followed by classification symbols) F03B Electronic databases consulted during the search (name of the database and, if possible, terms of

search used) INVENES, EPODOC

State of the Art Report Page 2/4

WRITTEN OPINION

Application number: 200901762

Date of Completion of Written Opinion: 02.23.2011

Statement

Novedad (Art. 6.1 LP 11/1986) Novelty (Art. 6.1 LP 11/1986): Reivindicaciones Reivindicaciones 2-3,5-13 1,4 SI NO Claims Claims 2-3.5-13 1.4 IF NOT

Actividad inventiva (Art. 8.1 LP11/1986) Inventive activity (Art. 8.1 LP11 / 1986): Reivindicaciones Reivindicaciones 1-13 SI NO Claims Claims 1-13 IF NOT

The application is considered to comply with the industrial application requirement. This requirement was evaluated during the formal and technical examination phase of the application (Article 31.2 Law 11/1986).

Opinion Base.-

This opinion has been made on the basis of the patent application as published.

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WRITTEN OPINION

Application number: 200901762

1. Documents considered.-

The documents belonging to the state of the art taken into consideration for the realization of this opinion are listed below.

Documento Document: Número Publicación o Identificación Fecha Publicación Publication or Identification Number publication date

D01 D01: DE 4143011 C1 (LAMBRECHT HANS) 15.04.1993 DE 4143011 C1 (LAMBRECHT HANS) 04/15/1993

D02 D02: JP 55160967 A (MANABE YASUHIRO) 15.12.1980 JP 55160967 A (MANABE YASUHIRO) 15.12.1980

D03 D03: US 4480966 A (SMITH WILLIAM W) 06.11.1984 US 4480966 A (SMITH WILLIAM W) 06.11.1984

D04 D04: ES 2161653 A1 (GIORDANO URRUTIA JORGE) 01.12.2001 ES 2161653 A1 (GIORDANO URRUTIA JORGE) 01.12.2001

D05 D05: ES 2072908 T3 (HYDAM TECHNOLOGY LTD) 01.08.1995 ES 2072908 T3 (HYDAM TECHNOLOGY LTD) 01.08.1995

D06 D06: US 2008157532 A1 (LOUI STEVEN et al.) 03.07.2008 US 2008157532 A1 (LOUI STEVEN et al.) 03.07.2008

D07 D07: US 2008157532 A1 (LOUI STEVEN et al.) 03.07.2008 US 2008157532 A1 (LOUI STEVEN et al.) 03.07.2008

D08 D08: US 2007108773 A1 (RESEN STEENSTRUP PER et al.) 17.05.2007 US 2007108773 A1 (RESEN STEENSTRUP PER et al.) 05/17/2007

D09 D09: ES 2182702 A1 (PRATS JOVE FELIPE) 01.03.2003 EN 2182702 A1 (PRATS JOVE FELIPE) 01.03.2003

2. Statement motivated according to articles 29.6 and 29.7 of the Regulations for the execution of Law 11/1986, of March 20, on Patents on novelty and inventive activity; quotes and explanations in support of this statement

Document D01 describes a floating apparatus, converting the energy associated with sea waves into electrical energy, comprising a central support structure (1) having a vertical longitudinal axis and an electricity generation system (35), and a plurality of mobile structures (7.4) each radially oriented with respect to said central structure (1) and coupled so that they can move rotationally with respect to it, rotating around a horizontal axis (3), the set of the axes of said mobile structures (7.4) forming a substantially horizontal plane that remains close to the waterline of the converter, transmitting the rotational movement induced by the swell in the mobile structures by means of a mechanical coupling, located in said central support structure, in order to transform an angular movement of said mobile structures into a longitudinal movement and to transform the energy associated with said movement by means of a linear actuator (12) in energy.

Therefore, the characteristics of claim 1 are already set out in document D01, whereby claim 1 does not meet the requirement of novelty according to article 6 of Law 11/1986.

Likewise, the characteristics object of claim 4 are included in document D01, so that said claim is not new either (article 6, Law 11/1986).

On the other hand, claims 2 and 3 refer to methods of transforming the linear movement of an element into electrical energy, methods that represent an alternative to that described in document D01 and which are considered obvious design options for the person skilled in the art This could be chosen according to the circumstances since they are well known in this technical field (for example, linear electric machine described in document D02 and hydraulic cylinder in document D03). An object to claim 5 is also considered an alternative to the means used in document D01 to use as a mechanical coupling between the mobile structures and the linear actuator a cable held in tension by means of a weight, an alternative also known in this technical field to transmit the movement of a float attached to an operating lever similar to the one claimed (document D04). Therefore, it is considered that claims 2, 3 and 5 do not imply inventive activity according to article 8 of Law 11/1986.

The use of sealing elements, such as those defined in claims 6 and 7, is a well-known and commonly used technique in this technical field, so it is obvious to the person skilled in the art and does not imply inventive activity ( Article 8 of Law 11/1986).

The characteristics object of the dependent claims 8 and 11 are already essentially described in document D01. The only significant difference is the base plate to stabilize the central structure. However, this type of stabilizer is also well known in this technical field to develop such a function (documents D02, D05 and D06) so it is considered that said claims do not imply inventive activity (art. 8 of Law 11/1986) .

Finally, the characteristics of claims 9, 10, 12 and 13 are considered accessory options that do not affect the essential object of the invention (how to transform wave energy) since they solve independent problems (how to protect the converter in case of excess waves and how to improve performance taking advantage of other energies). Therefore, being known by document D07 a device that in case of strong waves elevates the floating mobile structures (122,124) by means of hydraulic cylinders (128) to minimize their effect, and by document D08 a wave energy converting device that integrates on a central support body a wind turbine (3), it is considered within the scope of a person skilled in the art who knows the state of the art to apply these options in the object of the invention defined in document D01. Consequently, claims 9, 10, 12 and 13 do not imply inventive activity according to article 8 of Law 11/1986.

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