ES2398157A1 - Método para combinar las energías, eólica, olas y mareas. - Google Patents

Método para combinar las energías, eólica, olas y mareas. Download PDF

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Abstract

EL método para combinar las energías, eólica, olas y mareas, utilizando la energía de las mareas como regulador del sistema para tener una velocidad de régimen constante, se encuentra comprendido por (1) pilar hueco en su interior, (2) bloque de hormigón parcialmente sumergido en el mar, (3) depósito de desplazamiento, (4) conjunto polea sujetando a sus extremos a (2) y (3), (5) conjunto relación de transmisión para captar la energía de las olas, (6) acumulador de energía, (7) aerogenerador. El ciclo se inicia cuando el mar está en la cota alta, a medida que entra agua en el (3) depósito de desplazamiento, el sistema se desplaza, retiramos (6) acumulador de energía, la siguiente fase se realiza en la cota baja del mar, se va vaciando (3) depósito de desplazamiento. El ciclo se inicia de nuevo cuando el mar está en la cota alta. Durante este ciclo se aprovecha la energía de las olas a través de (5) conjunto relación de transmisión y la energía eólica (7) aerogenerador. Aplicable a la producción de energía eléctrica.

Description

METODO PARA COMBINAR LAS ENERGIAS, EÓLICA, OLAS Y MAREAS. Tiene por objeto la presente invención un método para combinar las energías, eólica,
5 olas y mareas, utilizando la energía de las mareas como acumulador y regulador del sistema para tener una velocidad de régimen constante. En la actualidad los estudios realizados hasta la fecha en esta materia se han realizado de forma parcial y aislada. La energía eólica en la actualidad esta teniendo mucha importancia en todo el mundo,
10 pero su mayor inconveniente es que no tiene velocidad de régimen constante ya que la velocidad del viento es arbitraria. La energía producida por las olas se ha tratado de forma aislada, produce poca energía y el inconveniente mayor es no tener tampoco una velocidad de régimen constante, ya que el tamaño de las olas también es arbitrario. Este tipo de energía se ha ignorado durante
15 muchos años. La energía de las mareas se ha enfocado en rangos de mareas de mas de 5 metros para poder producir energía, teniendo que ubicarse en zonas donde se pueda almacenar gran cantidad de agua y una gran amplitud (diferencia entre marea alta y baja). Sin embargo, por parte del solicitante no se tiene conocimiento de la existencia en la
20 actualidad de un método para combinar las energías eólica, olas y mareas, utilizando la energía de las mareas como acumulador y regulador del sistema para tener una velocidad de régimen constante, el cual de solución a los problemas descritos anteriormente y que se sintetizan en: ENERGÍA EÓLICA: No tiene un régimen constante.
25 ENERGÍA de las OLAS: No tiene un régimen constante y produce poca energía
respecto a la inversión que se necesita. ENERGÍA de las MAREAS: Los saltos de agua necesarios son pequeños para producir energía eléctrica y se requieren enormes inversiones para almacenar agua previa a su utilización.
30 El método para combinar las energías eólica, olas y mareas, utilizando la energía de las mareas como acumulador y regulador del sistema para tener una velocidad de régimen constante, según la invención, se caracteriza por el hecho de poder utilizarlos simultáneamente (o bien de forma individual) en una planta maremotriz. En dichos dibujos:
35 La fig.l es una vista esquemática parcial en sección de la fase inicial, del objeto de la invención. La fig.2 es una vista esquemática parcial en sección del final la fase inicial, del objeto de la invención. La fig.3 es una vista esquemática parcial en sección del final la fase segunda, del objeto
40 de la invención. La fig.4 es una vista esquemática parcial en sección del inicio de la fase tercera, de la invención. La fig.5 es una vista general esquemática de la situación del aerogenerador, del objeto de la invención.
45 CA= COTA ALTA EO= ENERGIA PRODUCIDA POR LAS OLAS. EP= ENERGÍA POTENCIAL PRODUCIDA POR MAREAS. CB= COTA BAJA.
De forma más correcta, el método para combinar las energías, eólica, olas y mareas,
50 utilizando la energía de las mareas como acumulador y regulador del sistema para tener una velocidad de régimen constante, objeto de la invención, esta constituido por (ver fig.l):
(1) Pilar hueco en su interior.
(2) Bloque de hormigón parcialmente sumergido en el mar. 55 (3) Deposito de desplazamiento.
·
·
·..
· ..
(4) Conjunto polea, sujetando en sus extremos (2) y (3). ·· .....
· '.
(5) Conjunto relación de transmisión para captar la energía de las olas.
...·
(6) Acumulador de energía. .
.....
..
(7) Aerogenerador (representado en fig.5)
60 El pilar (1) tiene por objeto realizar las funciones de pilar de sujeción y además de · ·.. . albergar los depósitos de desplazamiento (3) que desplazan el bloque de hormigón (2) y
·........
·
"
el acumulador de energía (6) a través del conjunto polea (4). · .. . El pilar (1) puede estar construido por cualquier procedimiento de los utilizados en la
......
construcción, teniendo en cuenta el ambiente marino en el que se debe ubicar. · · ..
.....
..
65 El bloque de hormigón (2) tiene por objeto elevar el acumulador de energía (6) a través .....
·
.....
·
del conjunto polea (4) y de los depósitos de desplazamiento (3). Éste bloque (2) puede estar igualmente construido por cualquier procedimiento de la construcción. Ponemos especial atención a las dimensiones de su zona de trabajo, el volumen de agua desalojada en su desplazamiento, debe tenerse en cuenta para determinar las
70 dimensiones para alojar agua del depósito de desplazamiento (3). El depósito de desplazamiento (3) tiene por objeto albergar el agua procedente del mar para producir el desplazamiento del bloque (2) a través del conjunto polea (4). La construcción de este depósito de desplazamiento (3) puede realizarse por cualquier
método de la industria o de la construcción, teniendo únicamente en cuenta que trabaja a
75 tracción y se llenara de agua de mar. Ponemos especial atención a las dimensiones de la zona de trabajo, el volumen de agua albergada en el interior, debe tenerse en cuenta para determinar las dimensiones del bloque de hormigón (2). El conjunto polea (4) o grupo de poleas o bien un mecanismo que realice la misma 80 función, cuyo objeto es transmitir el movimiento del deposito de desplazamiento (3) al bloque de hormigón (2) y al acumulador de energía (6). Es importante que el rozamiento del conjunto polea (4) sea mínimo, para ello se pueden utilizar rodamientos en el eje de polea. Este conjunto polea (4) puede ser construido por cualquier procedimiento de los utilizados en la industria.
85 El conjunto relación de transmisión (5) o grupo de poleas o bien un mecanismo que realiza la misma función, tiene por objeto captar el movimiento del conjunto polea (4) que se producirá con el movimiento de las olas, produciéndose un movimiento alternativo para poder utilizarlo con sistemas convencionales (como el mecanismo de los pedales de una bicicleta o similar) con el fin de obtener un movimiento rotativo.
90 Este conjunto relación de transmisión (5) puede estar construido por cualquier método habitualmente empleado en la industria. El acumular de energía (6) tiene por objeto el acumular energía potencial a lo largo de su desplazamiento, a través del bloque de hormigón (2) que se eleva mediante el conjunto polea (4) debido al depósito de desplazamiento (3). Este acumulador de
95 energía (6) puede estar construido mediante cualquier método habitualmente empleado en la industria. Esta energía potencial puede tratarse de un peso sólido que posteriormente se libere o bien un liquido, o también (se podrá utilizar la energía directamente a medida que se produce el movimiento). Su capacidad dependerá de la
sección del bloque de hormigón (2), de los depósitos de desplazamiento (3), de la altura
100 de la marea y del salto de agua de desplazamiento entre la cota del mar y el depósito de desplazamiento (3). El aerogenerador (7) se trata de uno convencional debidamente calculado para el entorno en que se instala. Su principal objetivo es transmitir un movimiento rotativo, al igual que el conjunto relación de transmisión (5).
105 Todos estos movimientos rotativos, debidos a las tres energías, se centralizarán en un eje de transmisión o conjuntos de ejes o sistema similar, el cual no es necesario detallar por considerarlo un problema menor y con funcionalidad básica, (estas energías pueden trabajar juntas o bien en algún caso de forma individual). Este eje, o conjuntos de ejes o bien un sistema similar, podría estar construido por los procedimientos habituales de la
110 industria. El funcionamiento del método para combinar las energías, eólica, olas y mareas, utilizando la energía de las mareas como acumulador y regulador del sistema para tener una velocidad de régimen constante, es el siguiente: El ciclo se inicia en su fase inicial cuando el mar está en su cota alta, teniendo el
115 acumulador de energía (6) sobre el bloque de hormigón (2) y el depósito de desplazamiento (3) en la zona alta y está vacío. El bloque de hormigón (2) se encuentra hundido en su zona de trabajo y el fondo del depósito de desplazamiento (3) se encuentra con el salto previsto con respecto a la cota del mar. En este momento el sistema está en equilibrio (fig. 1). Para iniciar el ciclo hacemos que se comunique e
120 depósito de desplazamiento (3) con el mar, circulando el agua desde el mar hasta el interior del depósito de desplazamiento (3), si el salto que hemos previsto es el adecuado, para romper los rozamientos del sistema, el depósito de desplazamiento (3) se desplazará hacia abajo y el bloque de hormigón (2) se desplazará hacia arriba hasta que
llegue al final del recorrido previsto, desplazando el acumulador de energía (6) en su
125 recorrido (fig.2). En su segunda fase, una vez elevado el acumulador de energía (6) a su cota máxima, se retiraría del sistema para obtener la energía potencial prevista. Al retirar el acumulador de energía (6) se desplazará el depósito de desplazamiento (3) hacia abajo y el bloque de hormigón (2) hacia arriba, siempre a través del conjunto polea (4) (fig.3).
130 La siguiente fase se realizara cuando la cota del agua del depósito de desplazamiento (3), es mayor que la cota del mar, para ello es necesario esperar a que el mar se encuentre en su cota más baja (figA). A medida que se va desalojando el agua del depósito de desplazamiento (3), el sistema se pone en movimiento desplazando el bloque de hormigón (2) hacia abajo a través del conjunto polea (4) hasta vaciar el
135 depósito de desplazamiento (3). Cuando el mar se encuentre de nuevo en la cota alta y hayamos cargado la energía potencial acumulada del acumulador de energía (6) de nuevo sobre el bloque de hormigón (2), comenzaría de nuevo el ciclo. (Este sistema también sería aplicable de forma artificial, si provocamos una cota alta de
140 agua similar a la del mar, en cota alta, y una cota baja similar a la del mar, en cota baja, el numero de ciclos lo podríamos manipular a nuestro antojo. En este caso esta energía de las mareas, podrá trabajar de forma autónoma). En las hojas de dibujo de presente memoria aparece representado un esquema de funcionamiento del método para combinar las energías, eólica, olas y mareas, utilizando
145 la energía de las mareas como acumulador y regulador del sistema para tener una velocidad de régimen constante, de la presente invención El método para combinar las energías, eólica, olas y mareas, utilizando la energía de las mareas como acumulador y regulador del sistema para tener una velocidad de régimen
constante, objeto de la invención, que como ejemplo de realización se describe se
150 encuentra constituido tal y como queda detallado en la fig. 1 de las hojas de dibujo por:
(1)
Pilar hueco en su interior.
(2)
Bloque de hormigón parcialmente sumergido en el mar.
(3)
Deposito de desplazamiento.
(4) Conjunto polea, sujetando en sus extremos (2) y (3). 155 (5) Conjunto relación de transmisión para captar la energía de las olas.
(6) Acumulador de energía.
(7) Aerogenerador En este ejemplo de realización, consideramos que disponemos de una marea media de 3 metros de amplitud y deseamos que la cota de desplazamiento del acumulador de
160 energía (6) sea de 100 metros. La superficie del bloque de hormigón (2) es de 1000 m2. El salto de agua de funcionamiento entre el fondo del depósito de desplazamiento (3) y la cota alta del mar es de 0.2 m. El par de rozamiento del conjunto polea (4) lo consideramos despreciable para este ejemplo. El ciclo se inicia en su fase inicial cuando el mar esta en su cota alta, teniendo el
165 acumulador de energía (6) sobre el bloque de hormigón (2) y el depósito de desplazamiento (3) en la zona alta y vacío. El bloque de hormigón (2) se encuentra hundido en su zona de trabajo y el fondo del depósito de desplazamiento (3) se encuentra con el salto previsto con respecto a la cota del mar. En este momento el sistema esta en equilibrio (fig.l). Para iniciar el ciclo hacemos que se comunique el
170 depósito de desplazamiento (3) con el mar, circulando el agua desde el mar hasta el interior del depósito de desplazamiento (3), entonces el depósito de desplazamiento (3) se desplazará hacia abajo y el bloque de hormigón (2) se desplazara hacia arriba hasta
que llegue al final del recorrido previsto (100 m), desplazando el acumulador de energía
(6) en su recorrido (fig.2).
175 En su segunda fase, una vez elevado el acumulador de energía (6) a su cota máxima (100 m), se retiraría del sistema para tener la energía potencial prevista. Al retirar el acumulador de energía (6) se desplazara el depósito de desplazamiento (3), hacia abajo y el bloque de hormigón (2) hacia arriba, siempre a través del conjunto polea (4) (fig.3). La siguiente fase se realiza cuando la cota del agua del depósito de desplazamiento (3),
180 es mayor que la cota del mar, para ello es necesario esperar a que el mar se encuentre en la cota más baja (fig. 4). A medida que se va desalojando el agua del depósito de desplazamiento (3), el sistema se pone en movimiento desplazando el bloque de hormigón (2) hacia abajo a través del conjunto polea (4) hasta vaciar el depósito de desplazamiento (3).
185 Cuado el mar se encuentre de nuevo en la cota alta y hayamos cargado la energía potencial acumulada del acumulador de energía (6) de nuevo sobre el bloque de hormigón (2), comenzaría de nuevo el ciclo. Por tanto la energía potencial obtenida por el acumulador de energía (6) sería: Acumulador de energía (6) = Sección de bloque de hormigón (2) * 2 * (Altura de la
190 marea-Salto de agua de funcionamiento)* altura de desplazamiento bloque de hormigón (2) * densidad agua del mar. Acumulador de energía (6) = 1000 m2 *(3-0.2) * 100 m * 1.1 Tmlm3 = 308.000 Tm* metro en cada ciclo. A esta energía habría que sumarle la producida por las olas mediante el conjunto
195 relación de transmisión para captar la energía de las olas, y la producida por el aerogenerador (7), ya que todas inciden en un mismo eje de transmisión. Dado que estas dos energías son arbitrarias, la energía del acumulador de energía (6) actuaría de regulador cuando se pierda la velocidad de régimen en el ej e común. No se considera necesario hacer más extensa esta descripción, para cualquier experto en
200 la materia comprenda el alcance de la invención y las ventajas que de la misma se derivan. Los materiales, forma, tamaño y disposición de los elementos serán susceptibles de variación siempre y cuando ello no suponga una alteración a la esencialidad del invento. Los términos en que se han descrito en esta memoria deberán ser tomados siempre con
205 carácter amplio y no limitativo.

Claims (2)

  1. REIVINDICACIONES
    1J.11111,ILIII"IIIIIIIIIIIUIII~lillI'fI.
  2. 10. El método para combinar las energías eólica, olas y mareas utilizando la energía de
    las mareas como acumulador y regulador del sistema para tener una velocidad de 5 régimen constante, esta caracterizado por:
    (1)
    Pilar hueco en su interior.
    (2)
    Bloque de hormigón parcialmente sumergido en el mar.
    (3)
    Depósito de desplazamiento.
    (4) Conjunto polea, sujetando en sus extremos (2) y (3). 10 (5) Conjunto relación de transmisión para captar la energía de las olas.
    (6) Acumulador de energía.
    (7) Aerogenerador (representado en fig.5) El pilar (1) tiene por objeto realizar las funciones de pilar de sujeción y además de albergar los depósitos de desplazamiento (3) que desplazan el bloque de hormigón (2) y
    15 el Acumulador de energía (6) a través del conjunto polea (4). El pilar (1) puede estar construido por cualquier procedimiento de los utilizados en la construcción, teniendo en cuenta el ambiente marino en el que se debe ubicar.
    0
    El método para combinar las energías eólica, olas y mareas utilizando la energía de las mareas como acumulador y regulador del sistema para tener una velocidad de
    20 régimen constante, según la reivindicación 1°, que se caracteriza porque el bloque de hormigón (2) tiene por objeto elevar el acumulador de energía (6) a través del conjunto polea (4) Y de los depósito de desplazamiento (3). Este bloque (2) puede estar igualmente construido por cualquier procedimiento de los utilizados en la construcción.
    11
    Ponemos especial atención a las dimensiones de la zona de trabajo, el volumen de agua
    25 desalojada en su desplazamiento, debe tenerse en cuenta para determinar las dimensiones para alojar el agua del depósito de desplazamiento (3). 3° El método para combinar las energías eólica, olas y mareas utilizando la energía de las mareas como acumulador y regulador del sistema para tener una velocidad de régimen constante, según la reivindicación 1°, que se caracteriza porque el depósito de
    30 desplazamiento (3) tiene por objeto albergar el agua procedente del mar para producir el desplazamiento del bloque (2) a través del conjunto polea (4).La construcción de este depósito de desplazamiento (3), puede realizarse con cualquier método de los utilizados en la industria o de la construcción, teniendo únicamente en cuenta que trabaja a tracción y se llenara de agua de mar. Ponemos especial atención a las dimensiones de su
    35 zona de trabajo, el volumen de agua albergada en su interior, debe tenerse en cuenta para determinar la dimensiones del bloque de hormigón (2). 4° El método para combinar las energías eólica, olas y mareas utilizando la energía de las mareas como acumulador y regulador del sistema para tener una velocidad de régimen constante, según la reivindicación 1°, que se caracteriza porque el conjunto
    40 polea (4) o grupo de poleas o un mecanismo que realice la misma función, cuyo objeto es transmitir el movimiento del depósito de desplazamiento (3) al bloque de hormigón
    (2)
    Yal acumulador de energía (6), es importante que el rozamiento del conjunto polea
    (4)
    sea mínimo, para ello se pueden utilizar rodamientos en el eje polea (4). Puede estar igualmente construido por cualquier procedimiento de los utilizados en la industria.
    45 5° El método para combinar las energías eólica, olas y mareas utilizando la energía de las mareas como acumulador y regulador del sistema para tener una velocidad de régimen constante, según la reivindicación 1°, que se caracteriza porque el conjunto relación de transmisión (5) o grupo de poleas o bien un mecanismo que realice la misma
    12
    función, tiene por objeto captar el movimiento del conjunto polea (4) que se producirá
    50 con el movimiento de las olas, produciéndose un movimiento alternativo para pode utilizarlo con sistemas convencionales (como el mecanismo de los pedales de una bicicleta o similar) con el fin de tener un movimiento rotativo. Este conjunto relación de transmisión (5). Puede estar construido por cualquier procedimiento de los utilizados en la industria.
    55 6° El método para combinar las energías eólica, olas y mareas utilizando la energía de las mareas como acumulador y regulador del sistema para tener una velocidad de régimen constante, según la reivindicación 1°, que se caracteriza porque el acumulador de energía (6) tiene por objeto acumular la energía potencial a lo largo de su desplazamiento, a través del bloque de hormigón (2) que se eleva mediante el conjunto
    60 polea (4) y el depósito de desplazamiento (3). Este acumulador de energía (6). Puede estar construido por cualquier procedimiento de los utilizados en la industria. Esta energía potencial puede ser un peso sólido, o bien un liquido, o también (se podrá utilizar la energía directamente a medida que se produce el movimiento), que al final de su recorrido se libere. Su capacidad dependerá de la sección del bloque de hormigón (2),
    65 de los depósitos de desplazamiento (3), de la altura de la marea y del salto de agua de desplazamiento entre la cota del mar y el depósito de desplazamiento (3). 7° El método para combinar las energías eólica, olas y mareas utilizando la energía de las mareas como acumulador y regulador del sistema para tener una velocidad de régimen constante, según la reivindicación 1°, que se caracteriza porque el
    70 aerogenerador (7) se trata de uno convencional debidamente calculado para el entorno en el que se instala. Su principal objetivo es trasmitir un movimiento rotativo, al igual que el conjunto relación de transmisión (5).
    13
    8° El método para combinar las energías eólica, olas y mareas utilizando la energía de las mareas como acumulador y regulador del sistema para tener una velocidad de 75 régimen constante, según la reivindicación 1°, que se caracteriza porque todos estos movimientos rotativos, debidos a las tres energías, se centralizan en un eje de transmisión o conjuntos de ejes o sistema similar, el cual no es necesario detallar por considerarlo un problema menor y con funcionalidad básica. Este eje o conjuntos de ejes o sistema similar, podría estar construido por los procedimientos habituales de la
    80 industria. 9° El método para combinar las energías eólica, olas y mareas utilizando la energía de las mareas como acumulador y regulador del sistema para tener una velocidad de régimen constante, según la reivindicación 1°, que se caracteriza porque este sistema también sería aplicable de forma artificial, si provocamos una cota alta de agua similar a
    85 la del mar, en cota alta, y una cota baja similar a la del mar, en cota baja, el numero de ciclos lo podríamos manipular a nuestro antojo. En este caso esta energía maremotriz, podrá trabaj ar de forma autónoma.
    Fig. 1
    15
    Fig'. 2
    16
    Fig'. 3
    EP
    17
    Fig.4
    EP
    18
    Fig.5
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