ES2587589T3 - Convertidor de la energía de las olas - Google Patents

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Abstract

Un aparato (10) para convertir en energía el movimiento de las olas en el agua, comprendiendo dicho aparato: un conjunto activado por las olas (20) que comprende una cámara cerrada (22) y un elemento accionado por las olas (24) que define una parte de la pared de dicha cámara, en donde dicho elemento accionado por las olas (24) está adaptado para que se desplace en respuesta al movimiento de las olas para variar el volumen de la cámara cerrada (22); un conjunto de control del movimiento (30) que comprende un elemento desplazable (32) acoplado al elemento accionado por las olas (24) y un medio de aplicación de fuerza adaptado para aplicar una fuerza sobre el elemento desplazable (32); y un conjunto de toma de fuerza (56) operable en respuesta al movimiento del elemento accionado por las olas, caracterizado por que la cámara cerrada es una cámara evacuada que define un vacío o un vacío parcial, de manera que la presión dentro de dicha cámara cerrada es menor que la presión ambiente, eliminando o minimizando sustancialmente cualquier efecto de resorte de gas que se establezca dentro de la cámara cerrada durante el movimiento de golpeo del elemento accionado por las olas.

Description

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DESCRIPCION
Convertidor de la energia de las olas Campo de la invencion
La presente invencion se refiere a un aparato para convertir las olas de una masa de agua en energia.
Antecedentes de la invencion
Se han realizado esfuerzos significativos en la industria energetica para proporcionar metodos viables de extraccion de ene^a de recursos renovables, tales como las olas. Se han propuesto numerosos disenos de aparatos de ene^a de las olas y van desde dispositivos flotantes o de levantamiento hasta dispositivos que durante el uso estan completamente sumergidos. Por ejemplo, el documento WO 2006/109024 describe una disposicion de tipo flotante en la que se suspende uno o mas elementos flotantes en una estructura de apoyo sobre una masa de agua, de manera que el movimiento de oscilacion de los elementos flotantes por la accion de las olas genera energia.
El documento WO 99/11926 divulga un dispositivo de conversion de energia de las olas que incorpora un sistema sumergido, basado en el principio de la hidrodinamica de que la presion ambiente del agua en una region bajo olas varia. En la disposicion de la tecnica anterior el dispositivo comprende un recipiente lleno de aire formado por una parte inferior que esta fijada respecto al fondo del mar y una parte superior que es desplazable en una direccion vertical respecto a la parte inferior. Como tal, el movimiento relativo de la parte superior e inferior hace que varie el volumen de trabajo del gas disponible del recipiente. Durante el uso, la parte superior se desplaza en una direccion vertical en respuesta a las diferencias entre la presion externa del agua y la presion interna del aire, de manera que el movimiento relativo de las partes del recipiente se explota como trabajo util para accionar un generador lineal.
Mas concretamente, cuando el dispositivo descrito en la tecnica anterior esta en una posicion de equilibrio, la presion ambiente del agua (y el peso de la parte superior del recipiente) se balanceara por la presion interna del aire dentro del recipiente. Una cresta de ola que se aproxima resultara en un aumento local de la presion del agua y creara asi un desequilibrio de la presion que acciona hacia abajo la parte superior del recipiente, reduciendo el volumen de aire hasta que la presion del aire se iguala a la presion externa del agua. La aproximacion del seno de la ola, por otro lado, resulta en una disminucion local de la presion del agua haciendo que la parte superior del recipiente se accione hacia arriba por la presion interna del aire para alcanzar de nuevo el equilibrio.
Se ha documentado extensamente que los dispositivos sumergidos que operan de la manera descrita anteriormente pueden absorber la energia de las olas de forma mas efectiva cuando operan en periodos de olas cercanos a la frecuencia natural del dispositivo, es decir, cuando opera en frecuencias de resonancia. En el documento WO 99/11926, el aire encerrado en el recipiente forma un resorte y la parte superior proporciona la masa correspondiente para asi establecer un sistema de resonancia, en el que se proporciona una disposicion de lastre para variar el volumen interno del recipiente (y asi hacer el resorte constante) para sintonizar la frecuencia natural del sistema con la frecuencia de olas predominante. La disposicion de lastre utiliza bombas para variar el nivel del agua dentro del recipiente para cambiar el volumen de trabajo del aire encerrado.
En sistemas conocidos del tipo descrito anteriormente, la estructura es tal que a baja presion de gas se establece el resorte y por lo tanto necesita un gran volumen para alcanzar la constante de resorte requerida. Son comunes las presiones de gas de alrededor de 2 a 3 bares. Esto requiere la provision de estructuras muy grandes para contener el volumen de gas, lo que genera problemas en terminos de manejo, anclaje, disposiciones de rodamientos, exposicion a cargas muy elevadas in situ, y similares. Ademas, se reconoce que el volumen util en terminos de captura de energia es el volumen barrido real, que en disposiciones conocidas es significativamente menor que el volumen total de aire. No se requiere en esencia el volumen adicional para absorber la energia de las olas y solo se requiere para proporcionar la constante de resorte para una operacion de resonancia.
Ademas, en disposiciones conocidas, se requiere que el componente flotante superior del recipiente sea pesado con el fin de proporcionar la presion del volumen de trabajo del aire necesario de tal manera que la presion del agua no resulte en la inundacion del volumen de trabajo. Sin embargo, esto resulta en un oscilador de alta frecuencia que por lo tanto tendra una caracteristica de respuesta de banda estrecha, que implica que los dispositivos conocidos no responderan bien a espectros de oleaje de banda ancha, lo que ocurre a menudo.
El documento WO9737123 describe un convertidor de energia de las olas en el que se situa un piston grande debajo de una superficie olas de manera que la presion hidrostatica de una columna de agua y el peso del piston equilibran una presion de gas comprimido en una camara de presion. Un vastago del piston en el piston grande esta coaxial y directamente acoplado a un piston mas pequeno de manera que el piston pequeno sigue los movimientos del piston grande. El vastago, el piston y un cilindro que tiene una placa frontal forman un cilindro hidraulico. El liquido que desplaza el piston pequeno se conecta a un circuito de rectification y a traves de una valvula unidireccional a una entrada del motor de desplazamiento hidraulico.
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El documento GB2169684 describe el control de un medio de resonancia que puede ser un resorte mecanico o un resorte de gas, que son intercambiables entre dos estados que tienen diferentes tasas de dependencia de una fuerza de recuperacion sobre desplazamiento del equilibrio.
Es uno de los objetivos de la presente invention contrarrestar o al menos mitigar uno o varios de los problemas mencionados y otros en la tecnica anterior.
Sumario de la invencion
De acuerdo con un primer aspecto de la presente invencion, se proporciona un aparato para convertir en energia el movimiento de las olas del agua de acuerdo con la revindication 1, comprendiendo dicho aparato:
un conjunto activado por las olas que comprende una camara cerrada y un elemento accionado por las olas que delimita una parte de la pared de dicha camara, el cual se adapta para que se desplace en respuesta al movimiento de las olas para variar el volumen de la camara cerrada.
un conjunto de control del movimiento que comprende un elemento desplazable acoplado al elemento accionado por las olas y medios de aplicacion de fuerza adaptado para aplicar una fuerza sobre el elemento desplazable; y un conjunto de toma de fuerza que opera en respuesta al movimiento del elemento accionado por las olas.
Preferentemente, el aparato esta adaptado para que se sumerja al menos parcialmente dentro de una masa de agua. En realizaciones de la invencion se puede adaptar dicho aparato para que se sumerja por completo.
Preferentemente, el elemento accionado por las olas esta adaptado para ser expuesto a condiciones ambientales bajo el nivel superficial de una masa de agua de manera que las variaciones de la presion ambiente del agua afectaran al movimiento de dicho elemento accionado por las olas. En consecuencia, durante el uso, el elemento accionado por las olas mediante los cambios en la presion ambiente del agua hara que el conjunto de toma de fuerza funcione de forma conveniente para producir una salida de energia util.
El elemento accionado por las olas puede adaptarse para que se desplace en una sola dimension. En realizaciones alternativas, el elemento accionado por las olas puede desplazarse en multiples dimensiones.
En una realizacion, el elemento accionado por las olas y el elemento desplazable se pueden acoplar a traves de un elemento de conexion, preferentemente un elemento de conexion alargado, como una barra, un vastago o similares. Se puede proporcionar un solo elemento de conexion, o de manera alternativa multitud de elementos. Se recomienda que el elemento de conexion sea rigido, pero en algunas realizaciones puede exhibir cierto grado de flexibilidad o elasticidad. En una realization preferida, el elemento accionado por las olas y el elemento desplazable se disponen para corresponderse a lo largo de una linea comun de movimiento, preferentemente a lo largo de una linea vertical de movimiento. En esta disposition, el elemento accionado por las olas y el elemento desplazable se pueden situar uno encima del otro. En realizaciones alternativas se puede utilizar una linea horizontal de movimiento, o cualquier linea inclinada de movimiento. El elemento accionado por las olas y el elemento desplazable se pueden distribuir para corresponderse a lo largo de diferentes lineas de movimiento, que pueden ser paralelas entre si. En esta disposicion, el elemento accionado por las olas y el elemento desplazable pueden situarse uno al lado del otro.
Ventajosamente, al menos una parte de una estructura de pared de la camara cerrada puede ser rigida. Alternativa o adicionalmente, al menos una parte de la estructura de pared de la camara cerrada puede ser flexible. La estructura de pared comprende un material plastico, un material elastico o similares, o cualquier combination adecuada de estos. Ventajosamente, el uso de un material elastico o flexible en el conjunto activado por las olas permite la absorcion de olas sin necesidad de una superficie de soporte para controlar la cinematica del elemento accionado por las olas dentro del conjunto activado por las olas.
Preferentemente, el conjunto activado por las olas comprende un elemento de referencia, en el que dicho elemento de referencia y el elemento accionado por las olas delimitan de manera colectiva la camara cerrada. Ventajosamente, el elemento accionado por las olas se monta para que se desplace relativamente a dicho elemento de referencia y para efectuar cambios en el volumen de la camara cerrada.
El elemento de referencia puede fijarse de manera que el movimiento relativo entre el elemento accionado por las olas y el elemento de referencia se consigue solo por el movimiento del elemento accionado por las olas. Alternativamente, el elemento de referencia puede ser desplazable de manera que tal movimiento relativo se consigue por medio de ambos elementos mencionados.
Preferentemente, el conjunto activado por las olas comprende ademas una disposicion de sellado situada entre el elemento accionado por las olas y el elemento de referencia. Ventajosamente, la disposicion de sellado esta adaptada para aislar el fluido en la camara cerrada del medio ambiente.
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En realizaciones de la invencion la disposicion de sellado puede comprender una junta deslizante adaptada para situarla entre la superficie interna y externa del elemento accionado por las olas y el elemento de referencia. La junta deslizante puede proporcionarse por contacto de interferencia entre el elemento accionado por las olas y el elemento de referencia. Alternativa o adicionalmente, la disposicion de junta puede comprender un elemento obturador situado entre los elementos respectivos, como por ejemplo una junta torica, un segmento de piston o similares.
En realizaciones alternativas de la invencion, se puede definir un espacio de separacion entre el elemento accionado por las olas y el elemento de referencia, en el que se extiende una disposicion de sellado a traves de dicho espacio de separacion y puede comprender un elemento flexible, como una membrana o similar. El elemento flexible puede comprender un material plastico, o de manera alternativa o adicional un material elastico. La disposicion de sellado forma parte de una estructura de diafragma.
La disposicion de sellado puede comprender una junta redonda. La junta redonda puede tener forma de cuerpo tubular invertible protegido entre el elemento accionado por las olas y el elemento de referencia, de tal manera que se permite el movimiento del elemento accionado por las olas mediante la inversion del cuerpo tubular.
La disposicion de junta puede de manera alternativa, o adicional, comprender una junta de tipo fuelle.
En realizaciones de la invencion el conjunto activado por las olas puede definir una disposicion de piston en la que al menos uno entre el elemento accionado por las olas y el elemento de referencia define un cilindro y el que no, define un piston. En realizaciones alternativas, el elemento accionado por las olas y el elemento de referencia se pueden proveer en forma de elementos copa oponible, en el que uno de los elementos copa se recibe en la otra copa por deslizamiento.
Se debe adaptar el medio de aplicacion de fuerza solo para aplicar fuerza variable en el elemento desplazable. En una realizacion preferida, se adapta el medio de aplicacion de fuerza para aplicar una fuerza que es variable en respuesta al movimiento de dicho elemento desplazable. En esta disposicion, la fuerza aplicada en el elemento desplazable mediante medios de aplicacion de fuerza puede definirse como una funcion del desplazamiento de dicho elemento. Durante el uso, se puede variar la fuerza aplicada al elemento desplazable mediante el movimiento de dicho elemento para equilibrar la fuerza aplicada en el elemento accionado por las olas por la presion ambiente del agua. En consecuencia, en esta disposicion, las variaciones en la presion ambiente del agua variaran la fuerza aplicada al elemento accionado por las olas para efectuar el mismo desplazamiento, en el que el movimiento correspondiente del elemento desplazable provocara que el medio de aplicacion de fuerza varie la fuerza aplicada a dicho elemento desplazable hasta alcanzar el equilibrio de las fuerzas aplicadas en el aparato. Por consiguiente, las variaciones ciclicas en la presion ambiente local del agua provocadas por el paso de las olas superficiales resultaran en movimiento reciproco del elemento accionado por las olas y del elemento desplazable, en el que dicho movimiento reciproco se puede utilizar como trabajo util para que opere el conjunto de toma de fuerza.
Preferentemente, el medio de aplicacion de fuerza comprende un medio de resorte adaptado para aplicar una fuerza de resorte en el elemento desplazable.
El medio de resorte puede comprender un resorte mecanico, como un resorte en espiral, un elemento elasticamente deformable o similares.
Alternativa o adicionalmente, el medio de resorte comprende un medio de aplicacion de resorte fluido, como un medio de resorte neumatico, un medio de resorte hidraulico o cualquier otra combinacion adecuada de los mismos.
El conjunto de control del movimiento comprende preferentemente una camara primaria, en la que el elemento desplazable define una parte de la pared de dicha camara primaria de manera que el movimiento de dicho elemento desplazable hace que varie el volumen de dicha camara primaria. La camara primaria se puede adaptar para recibir un fluido de manera que el movimiento del elemento desplazable actua contra el fluido y viceversa, en la que el fluido y el elemento desplazable forman parte del medio de resorte fluido.
En una realizacion, el fluido del medio de resorte puede comprender un gas adaptado para su compresion y expansion mediante el movimiento del elemento desplazable. Por consiguiente, el gas y el elemento desplazable pueden colectivamente definir un conjunto de resorte de gas. Durante el uso, un aumento de la fuerza aplicada en el elemento accionado por las olas como resultado de un aumento de la presion de agua efectuara un movimiento del elemento desplazable para comprimir el gas y aumentar la fuerza aplicada por el gas en el elemento desplazable para equilibrar la fuerza de la presion del agua. De forma similar, una disminucion de fuerza como resultado de un descenso en la presion del agua hara que el gas se expanda y asi mover el elemento desplazable y el elemento accionado por las olas hasta que las fuerzas esten equilibradas de nuevo.
El elemento desplazable se puede adaptar para que comprima directamente el gas. En esta realizacion el gas se puede contener dentro de la camara primara del conjunto de control del movimiento de manera que se alcance la compresion y expansion del gas mediante el movimiento del elemento desplazable.
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Alternativa o adicionalmente, el elemento desplazable se puede adaptar para comprimir el gas de forma indirecta. En una realizacion, el conjunto de control del movimiento puede comprimir un fluido incompresible dentro de la camara primaria, en la que se adapta el fluido incompresible para que se desplace mediante el elemento desplazable para efectuar o permitir la compresion y expansion selectiva del gas. El conjunto de control del movimiento puede comprender ademas una camara auxiliar que comprende el gas, en la que la camara primaria y auxiliar estan en comunicacion fluida mutua de manera que se puede desplazar el fluido incompresible entre las camaras gracias al movimiento del elemento desplazable para permitir la compresion y expansion del gas.
El fluido incompresible puede comprender aceite mineral, por ejemplo.
La presion de gas dentro del conjunto de control del movimiento puede aumentarse significativamente por encima de la presion ambiente local que actua en el conjunto activado por las olas. Se puede llevar a cabo esta disposicion aislando la actuacion directa del gas en el conjunto activado por las olas. Ventajosamente, el gas contenido en el conjunto de control del movimiento se puede mantener a una presion superior a, por ejemplo, 50 bares, aunque es mas preferible que sea superior a 100 bares, y mas preferible aun superior a 150 bares. En una realizacion preferida actualmente, la presion del gas debe ser de alrededor 200 bares. Cabe senalar que las presiones identificadas son presiones promedio cuando el aparato de la presente invencion esta en uso, y estas presiones fluctuaran conforme el elemento desplazable de manera reciproca golpea para comprimir y expandir el gas.
El gas puede comprender nitrogeno, aire o similares.
En realizaciones de la invencion, el conjunto de control del movimiento puede comprender multitud de elementos desplazables acoplados a uno o varios elementos accionados por las olas.
Preferentemente, el area superficial del conjunto activado por las olas que durante el uso esta expuesta a las condiciones ambientales aplica una fuerza en la direccion requerida superior al area superficial del elemento desplazable que actua contra el gas. Esta disposicion permite de manera conveniente que se minimice el tamano del aparato. Ademas, esta disposicion en combination con una presion de gas seleccionada para que sea mayor que la presion ambiente del agua, permite alcanzar una constante de resorte de gas suficiente para permitir eficiente y efectivamente el funcionamiento del aparato, a la vez que utilizar un volumen mucho menor que los sistemas actuales conocidos.
El medio de resorte de fluido puede comprender un resorte hidraulico dinamicamente controlado. En esta realizacion, un fluido substancialmente incompresible, como petroleo, se debe dirigir selectiva y controladamente contra el elemento desplazable para simular una fuerza de resorte que actue en dicho elemento. En una disposicion el conjunto de control del movimiento puede comprender un fluido substancialmente incompresible adaptado para ser impulsado entre la camara primaria y un deposito de fluido a traves de un medio de accionamiento de fluidos, como una bomba, o similares.
El conjunto de control del movimiento puede comprender un controlador adaptado para controlar el medio de accionamiento. El controlador se puede adaptar para recibir senales de entrada que proporcionen datos relacionados con el estado del aparato, como la posicion, velocidad, aceleracion o similares del conjunto activado por las olas y el elemento desplazable, y utilizar estos datos para controlar el medio de accionamiento de la manera deseada. El controlador puede comprender un algoritmo de control adaptado para manipular los datos de entrada para proporcionar la salida controlada deseada del medio de accionamiento.
El deposito de fluido puede comprender al menos una camara auxiliar descrita anteriormente. En esta disposicion, del medio de resorte de fluido puede comprender una combinacion de un resorte de gas y un resorte hidraulico dinamicamente controlado.
Ventajosamente, al menos una parte del dispositivo de control del movimiento esta situada en la zona externa de la camara cerrada del conjunto activado por las olas. Alternativa o adicionalmente, al menos una parte del dispositivo de control del movimiento esta situada en la zona interna de la camara cerrada.
Preferentemente, el medio de aplicacion de fuerza del dispositivo de control del movimiento comprende un medio de resorte y ademas comprende medios para variar la constante de resorte de dicho medio de resorte. Esta disposicion permite de manera conveniente seleccionar, alterar o ajustar la frecuencia natural efectiva del aparato para coincidir con, por ejemplo, una frecuencia de ola predominante, de manera que el aparato pueda operar en condiciones de resonancia y maximizar la energia extraida del paso de las olas.
Ventajosamente, en realizaciones de la invencion que comprenden resortes de gas, pueden proporcionarse medios para variar la tasa de compresion/volumen de trabajo del gas dentro del dispositivo de control del movimiento para asi variar la constante efectiva del resorte de gas. Los medios para variar la tasa de compresion pueden comprender un medio para variar el volumen del gas dentro del conjunto de control del movimiento. Tal medio comprende una barrera movil que actua en dicho gas. La barrera movil puede comprender una estructura solida. Alternativamente, en una realizacion preferida, la barrera movil se establece mediante un cuerpo de liquido en el que la barrera movil
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se delimita en la interfaz liquido-gas entre el volumen de gas y la masa de Kquido.
De acuerdo con la invencion, la camara cerrada del conjunto activado por las olas se evacua para delimitar un vado. Debe entenderse que el termino vado que se utiliza en este documento puede incluir un vado parcial, de manera que la presion dentro de dicha camara cerrada es menor que la presion ambiente en la que se pretende usar el aparato de la presente invencion. Evacuar y mantener un vacio dentro de la camara cerrada elimina o minimiza sustancialmente cualquier efecto de resorte de gas establecido dentro de la camara cerrada durante el movimiento de golpeo del elemento accionado por las olas. Por consiguiente, esta disposicion asegura ventajosamente que se proporcione todo o al menos la mayor parte de un efecto resorte aplicado en el aparato mediante los medios de aplicacion de fuerza.
En consecuencia, aislar cualquier efecto de resorte de gas de la camara cerrada y adaptando los medios de aplicacion de fuerza de forma independiente del conjunto activado por las olas contrasta con la tecnica anterior en la que un elemento flotante superior que es correspondido por el efecto del paso de una ola actua directamente en el gas encerrado para establecer un resorte de gas. En tal disposicion en la tecnica anterior, como se ha descrito anteriormente, solo se utiliza una pequena parte del volumen de gas requerido como volumen de golpeo efectivo para capturar la energia asociada de las olas. La presente invencion, por el contrario, permite que se forme y disponga la camara encerrada para acomodar el golpeo necesario del elemento accionado por las olas sin requerir un volumen adicional para acomodar los medios de aplicacion de fuerza, para alcanzar un efecto resorte. Como tal, el volumen estructural total del primer cilindro se puede reducir tan proximo al volumen nominal como se pueda permitiendo proporcionar un dispositivo o aparato significativamente menor, con consiguientes beneficios.
Ademas, en la disposicion de la tecnica anterior, es necesario que el flotador superior posea cierta masa minima para asegurar que se alcanza cierta presion de gas. No obstante, en la presente invencion, la eliminacion de un elemento flotador superior pesado y sustancial no solo minimiza el volumen estructural sino tambien reduce la inercia del aparato de manera que el aparato puede ser sensible a una banda o tasa de frecuencia mas amplia.
Se puede operar el conjunto de toma de fuerza de forma mecanica, hidraulica, neumatica o similares, o cualquier otra combinacion adecuada de los mismos.
Se puede adaptar el conjunto de toma de fuerza para generar electricidad. Alternativa o adicionalmente, se puede adaptar el conjunto de toma de fuerza para presurizar un fluido y/o proporcionar una fuerza motriz a un objeto solido o fluido. Por ejemplo, el conjunto de toma de fuerza puede comprender una bomba adaptada para bombear un fluido, como el agua del mar o similares. Esta disposicion se puede utilizar ventajosamente en diversas aplicaciones, como por ejemplo el bombeo del agua del mar en la formation de un pozo, o como en la formation de una plataforma de hidrocarburos para desplazar los fluidos de formacion.
En realizaciones de la presente invencion, el conjunto de toma de fuerza se puede adaptar para que sea accionado directamente por el movimiento reciproco del elemento accionado por las olas. Por ejemplo, el conjunto de toma de fuerza puede comprender un generador electrico lineal o similares.
Alternativa o adicionalmente, se puede adaptar el conjunto de toma de fuerza para presurizar un fluido y/o proporcionar, por ejemplo, una aplicacion de bombeo como se indica arriba. Alternativa o adicionalmente, el fluido presurizado se puede utilizar indirectamente, por ejemplo, para accionar un conjunto mecanico, como un motor hidraulico, una turbina o similares para proporcionar trabajos de rotation del eje. Se puede utilizar el trabajo de rotation del eje para accionar un generador electrico, por ejemplo.
En una realization, la toma de tierra puede comprender un conjunto de piston que incorpora un piston montado de forma deslizable dentro de un cilindro, en el que el piston esta acoplado al elemento accionado por las olas para moverse con el mismo. Se puede proporcionar un fluido dentro del cilindro de manera que el movimiento del piston provocara que el fluido se desplace desde y hasta el cilindro. El conjunto de toma de fuerza puede comprender ademas un conjunto mecanico externo, como un motor hidraulico, adaptado para ser accionado por el fluido que se desplaza desde el cilindro. En una realizacion, se puede proporcionar un conjunto con un unico piston. Alternativa o adicionalmente, se puede proporcionar un cilindro de doble efecto.
Un conjunto de toma de fuerza que incorpora un conjunto de piston como se ha descrito anteriormente puede formar parte del dispositivo de control del movimiento, en el que el elemento desplazable del conjunto de control del movimiento define un piston del conjunto de toma de fuerza.
El conjunto de toma de fuerza puede formar parte de un resorte hidraulico dinamicamente controlado, en el que los motores hidraulicos se pueden utilizar selectivamente como bombas para controlar la tasa de intercambio de fluido con el cilindro. En esta disposicion, el conjunto de toma de fuerza puede comprender una fuente de energia, como electricidad de la red, un volante, un acumulador de banda o similares para accionar los motores hidraulicos.
El conjunto de toma de fuerza puede comprender multitud de conjuntos de pistones. Esta disposicion puede proporcionar un grado de redundancia y puede ayudar a alcanzar una mayor eficiencia. Es decir, en condiciones de
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operacion moderadas, algunos conjuntos de pistones pueden resultar inactivos o no operacionales de manera que la ene^a se absorbe utilizando menos conjuntos de pistones para una eficiencia mejorada.
El conjunto de toma de fuerza se puede situar al menos parcialmente en la zona externa de la camara de trabajo del conjunto activado por las olas. Alternativa o adicionalmente, el conjunto de toma de fuerza se puede situar en la zona interna de la camara de trabajo.
Ventajosamente, el aparato de la presente invencion puede comprender medios de compensacion de la inercia adaptados para compensar la inercia en el aparato. Los medios de compensacion de la inercia pueden reducir de forma conveniente la inercia del aparato y asi mejorar la respuesta dinamica del aparato. Los medios de compensacion de la inercia pueden estar asociados con el conjunto de toma de fuerza y pueden estar adaptados para hacer que el aparato se comporte dinamicamente como si fuera mas ligero y asi mejorar la respuesta dinamica. Preferentemente, se asocia un algoritmo de control con los medios de compensacion de la inercia y las fuerzas requeridas aplicadas al aparato para provocar cambios en la inercia efectiva del aparato para que se pueda enviar a traves del conjunto de toma de fuerza.
Ventajosamente, el aparato ademas comprende un algoritmo de control del golpeo adaptado para asegurar que el elemento accionado por las olas no exceda el limite de golpeo predefinido, lo que por el contrario provocaria danos potenciales en el aparato. Este algoritmo puede comprender un numero de variables de entrada, como la posicion del elemento, la velocidad, aceleracion o similares y utiliza dichas variables de entrada para calcular o definir la energia mecanica total en el aparato (tanto la potencial como la cinetica). Este valor calculado se puede comparar con una energia mecanica maxima de referencia que resultaria en el valor maximo de exceso de golpeo. El algoritmo puede pues adaptarse para establecer la tasa de cambio de energia mecanica en el aparato. Tambien se puede adaptar el algoritmo para solicitar la aplicacion de una fuerza de frenado apropiada, por ejemplo, utilizando el conjunto de toma de fuerza para aplicar una fuerza en el aparato, como se ha descrito anteriormente. El conjunto de control establecido por la aplicacion del algoritmo retroalimenta ventajosamente la energia mecanica y la tasa de cambio de energia y no se restringe solo a la posicion y velocidad como base de control. Dicha disposicion de control como se ha descrito en este documento no requiere de futuros conocimientos para implementarlo y se puede alcanzar el frenado de manera regenerativa de modo que se puede utilizar la energia generada.
De acuerdo con un segundo aspecto de la presente invencion, se proporciona un metodo de conversion de la energia del movimiento de las olas del agua de acuerdo con la reivindicacion 15, comprendiendo dicho metodo las etapas de:
proporcionar un aparato de acuerdo con la reivindicacion 1 y sumergir en agua con movimiento de olas al menos parte del aparato;
permitir que el elemento accionado por las olas se mueva en respuesta al movimiento de las olas; y extraer energia a traves de un conjunto de toma de fuerza.
Breve descripcion de la invencion
Ahora se describiran estos y otros aspectos de la presente invencion, solo por medio de ejemplos, con referencia a los dibujos que acompanan, en los que:
La Figura 1 es una representacion esquematica de un aparato para convertir en energia el movimiento de las olas en el agua de acuerdo con una realizacion de la presente invencion;
la Figura 2 es una representacion esquematica de un aparato para convertir en energia el movimiento de las olas en el agua de acuerdo con una realizacion alternativa de la presente invencion;
la Figura 3 es una representacion esquematica de un aparato para convertir en energia el movimiento de las olas en el agua de acuerdo con una realizacion alternativa de la presente invencion;
la Figura 4 es una representacion esquematica de una parte de un aparato para convertir en energia el movimiento de las olas en el agua de acuerdo con una realizacion alternativa adicional de la presente invencion; la Figura 5 es una representacion esquematica del aparato que se muestra en la Figura 4 con una configuration alternativa.
Descripcion detallada de la invencion
En primer lugar, se hace referencia a la Figura 1 de los dibujos en la que se muestra una representacion esquematica de un aparato para convertir energia procedente del movimiento de las olas en el agua de acuerdo con una realizacion de la presente invencion. El aparato, genericamente identificado por la referencia numerica 10, se sumerge durante su uso en una masa de agua 12 y experimenta las olas superficiales 14. El aparato 10 se monta sobre el fondo del mar 16 a traves de un anclaje adecuado 18.
El aparato 10 incluye un conjunto activado por las olas 20 que comprende una camara cerrada 22 y un elemento accionado por las olas 24 que delimita la parte superior y parte de la pared de dicha camara 22. Durante el uso, y como se ha descrito en detalle anteriormente, el elemento accionado por las olas 24 se adapta para que se desplace
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o se corresponda con la direction de la flecha 26 en respuesta al movimiento de las olas para variar el volumen de la camara cerrada 22.
En la realization mostrada en la Figura 1, el conjunto activado por las olas 20 comprende ademas un elemento fijo en forma de un cuerpo del piston 28 que esta fijo en relation con el fondo del mar 16, el elemento accionado por las olas 24 esta provisto de un cilindro que se mueve respecto a dicho cuerpo de piston 28. Por consiguiente, el conjunto activado por las olas 20 puede ademas definirse como un conjunto de piston.
Se proporciona una disposition de sellado 29 entre el elemento accionado por las olas 24 y el cuerpo de piston 28 para aislar el fluido la camara 22 de la masa de agua 12. En la realizacion mostrada la disposicion de sellado 29 se proporciona en forma de junta deslizante, pero en otras realizaciones, como se expondra a continuation, puede utilizarse una disposicion de sellado redonda.
El aparato 10 ademas comprende un conjunto de control del movimiento 30 que incorpora un elemento desplazable 32 en forma de un piston que se coloca por desplazamiento en un cilindro 34, el cual esta protegido y se extiende por debajo del cuerpo de piston 28. En la realizacion que se muestra, una parte del espacio definido por el cilindro 34 forma parte de la camara 22. El elemento desplazable 32 se fija rigidamente al elemento accionado por las olas 24 a traves de un vastago 36 de manera que el desplazamiento del elemento accionado por las olas 24 en respuesta al movimiento de las olas provocara un desplazamiento del elemento desplazable 32 correspondiente. El elemento desplazable 32 y el cilindro 34 definen colectivamente una camara primaria 38. Se proporciona una disposicion de sellado 40 entre el elemento desplazable y el cilindro 34 para aislar el fluido de la camara 38 del conjunto de control del movimiento 30 de la camara 22 del conjunto activado por las olas.
El conjunto de control del movimiento 30 ademas comprende dos cilindros auxiliares 42, 44 los cuales estan en comunicacion fluida con la camara primaria 38 a traves de los conductos fluidos respectivos 46 y 48. Cada cilindro auxiliar 42 y 44 comprende un volumen de gas nitrogeno 50 que supera y se encuentra atrapado por un volumen de aceite 52, que tambien esta contenido en la camara primaria 38. Por consiguiente, el movimiento del elemento desplazable 32, como resultado del movimiento de las olas, hara que el aceite 52 se desplace entre la camara primaria 38 y los cilindros auxiliares 42 y 44 a traves de los respectivos conductos 46 y 48. Esta disposicion hace por lo tanto que el nivel de aceite 54 dentro de los cilindros 42 y 44 varie, comprimiendo y/o expandiendo asi el gas nitrogeno 50. En consecuencia, la presion del gas nitrogeno 50 dentro de los cilindros auxiliares 42 y 44 al final apliquen una fuerza sobre el elemento desplazable 32 a traves del aceite 52, como se expondra con mas detalle a continuacion.
En la realizacion mostrada el gas nitrogeno 50 se mantiene a una presion de aproximadamente 200 bares. Sin embargo, se debe apreciar que la presion del gas nitrogeno 50 variara de acuerdo con el nivel de aceite 54 en los cilindros auxiliares 42 y 44.
La disposicion del conjunto de control del movimiento 30 puede definir por lo tanto un resorte de gas que proporciona una fuerza de resorte actuando en ultima instancia contra el movimiento del elemento accionado por las olas 24 y el elemento desplazable 32. La fuerza aplicada en el elemento desplazable 32 se puede definir como una funcion de desplazamiento de dicho elemento 32. Durante el uso, por lo tanto, se puede variar la fuerza aplicada al elemento desplazable 32 mediante el movimiento de dicho elemento 32 para equilibrar la fuerza aplicada en el elemento accionado por las olas 24 por la presion ambiente del agua, que sera descrita en detalle inmediatamente a continuacion.
Durante el uso, una cresta de ola que se aproxima resultara en un aumento de la presion ambiente del agua, incrementando asi la fuerza aplicada al elemento accionado por las olas 24 para desplazar a este en una direccion hacia abajo. El correspondiente desplazamiento hacia abajo del elemento desplazable 32 aumentara el nivel de aceite 54 en los cilindros auxiliares 42, 44 y esto efectua la compresion del gas 50. La compresion del gas 50 de esta manera, por lo tanto, se traducira en un aumento de la fuerza de reaction aplicada contra el elemento desplazable 32. El movimiento hacia abajo del elemento accionado por las olas 24 continuara hasta que las fuerzas aplicadas en el elemento accionado por las olas 24 por la presion ambiente del agua y en elemento desplazable 32 por el gas 50 esten en equilibrio.
Una cresta de ola que se acerca, por el contrario, se asociara con una disminucion de la presion ambiente del agua y asi una disminucion de la fuerza aplicada por el agua en el elemento accionado por las olas 24. Por lo tanto, esto establecera un desequilibrio de fuerzas en que la fuerza aplicada por el gas 50 en el elemento desplazable 32 efectuara un movimiento hacia arriba del elemento desplazable 32 y el elemento accionado por las olas 24 hasta que el gas 50 esta lo suficientemente expandido como para alcanzar de nuevo el equilibrio de fuerzas.
Por consiguiente, las variaciones ciclicas en la presion ambiente local del agua causadas por el paso de las olas superficiales resultaran en movimiento reciproco del elemento accionado por las olas 24 y del elemento desplazable 32, en el que dicho movimiento reciproco se puede utilizar como trabajo util, como se describe a continuacion.
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El aparato 10 ademas comprende un conjunto de toma de fuerza 56 que comprende los motores hidraulicos 58 y 60 dispuesto a lo largo de los conductos de fluido 46 y 48 respectivamente. Los motores hidraulicos 58 y 60 se adaptan para ser accionados por el aceite 52 desplazado entre la camara primara 38 y los cilindros auxiliares 42 y 44 para producir trabajo rotacional del eje.
El conjunto de toma de fuerza 56 ademas comprende uno o mas generadores electricos (no se muestran) adaptados para que los motores hidraulicos 58 y 60 lo(s) accione(n).
Los motores hidraulicos 58 y 60 deben adaptarse para ser operativos en una configuracion de bombeo para controlar dinamicamente el desplazamiento del aceite 52 desde y hasta la camara primaria 38. Esta disposition por lo tanto se puede utilizar para establecer un resorte fluido dinamicamente controlado. Es decir, se puede aplicar una fuerza dinamica en el elemento desplazable 32 para simular una fuerza de resorte durante el movimiento de dicho elemento 32 controlando la comunicacion del aceite desde y hasta la camara primaria 38. En esta disposicion, el conjunto de toma de fuerza 56 forma parte de un conjunto de control del movimiento 30 y puede eliminar el requisito de la disposicion de resorte de gas.
Por otra parte, debe senalarse que la capacidad de operar de los motores hidraulicos 58 y 60 en una configuracion de bombeo permite que se utilice el conjunto de toma de fuerza 56 ventajosamente como un medio de compensation de la inercia efectivo reduciendo de manera conveniente la inercia efectiva del aparato y mejorando asi su respuesta dinamica.
En la realization mostrada en la Figura 1, la camara cerrada 22 se evacua para definir un vacio para eliminar o reducir el efecto resorte de gas en dicha camara 22.
Ademas, el area de la superficie del elemento accionado por las olas 24 expuesto a la fuerza de la presion del agua es superior que el area de la superficie del elemento desplazable 32 expuesto a la presion de gas. Esta disposicion, en combination con el mantenimiento del gas 50 a una presion elevada permite la operation eficiente y adecuada del aparato 10 mientras se minimiza su volumen estructural.
Ahora las referencias se realizan sobre la Figura 2 de los dibujos en la que se muestra una representation esquematica de un aparato para convertir en energia el movimiento de las olas del agua de acuerdo con una realizacion alternativa de la presente invencion.
El aparato, generalmente identificado por la referencia numerica 70, se adapta para sumergirlo en una masa de agua 12 y de la misma manera descrita anteriormente en relation con la primera realizacion, utiliza las variaciones efectivas en la presion ambiente del agua que resulta del paso de las olas superficiales.
El aparato 70 comprende un conjunto activado por las olas 72 que incorpora una camara cerrada 74 evacuada delimitada por un elemento accionado por las olas 76 y un elemento fijo 78, en el que el elemento accionado por las olas 76 es movible en relacion al elemento fijo 78 en la direction de las flechas 80 en respuesta al movimiento de las olas.
Se proporciona una disposicion de sellado en forma de junta redonda 82 entre el elemento accionado por las olas 76 y el elemento fijo 78, en la que la junta redonda 82 esta formada por un elemento tubular invertible.
En consecuencia, durante el uso, el movimiento de las olas en la masa de agua 12 desplazara el elemento accionado por las olas 76 a lo largo de la direccion identificada por las flechas 80 hasta el elemento fijo 78 para asi variar el volumen de la camara cerrada 74.
El aparato 70 comprende ademas un conjunto de control del movimiento 84 que incorpora un elemento desplazable 86, el cual se fija rigidamente al elemento accionado por las olas 76 a traves de un vastago alargado 88 de manera que el movimiento del elemento accionado por las olas 76 produce el movimiento correspondiente del elemento desplazable 86.
El conjunto de control del movimiento 84 comprende ademas un bote 90 que contiene gas nitrogeno comprimido 92, en el que el elemento desplazable 86 se adapta para ser movible dentro del bote 90 para efectuar la compresion y expansion del gas 92. La funcion del gas 92 es similar a la descrita en la realizacion mostrada en la Figura 1 y como tal no se proporcionara ninguna description adicional excepto para decir que el gas 92 aplica una fuerza de resorte contra el elemento desplazable 86 para equilibrar la fuerza aplicada contra el elemento accionado por las olas 76 por la presion ambiente del agua para permitir alcanzar un movimiento reciproco.
El aparato 70 ademas comprende un conjunto de toma de fuerza 94 que incorpora varias disposiciones de pistones hidraulicos 96. Cada disposicion de piston hidraulico 96 comprende un cilindro 98 en el que se monta el cuerpo del piston100, en el que el cuerpo del piston 100 se fija rigidamente al elemento accionado por las olas 76 a traves de un vastago alargado 102. Por consiguiente, el elemento accionado por las olas 76 producira el movimiento correspondiente del cuerpo del piston 100 en el cilindro 98.
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Cada cilindro se rellena con aceite 104 en ambos lados del cuerpo del piston 100, en el que se adapta el aceite 104 para que se desplace desde el cilindro 98 por movimiento de golpeo del cuerpo del piston 100. El aceite 104 desplazado del cilindro de esta manera se puede utilizar para accionar un motor hidraulico (no se muestra) que a su vez se puede utilizar para accionar un generador electrico 106.
De manera similar a la descrita anteriormente en relacion con la primera realizacion, los motores hidraulicos (no se muestran) se deben adaptar para estar operativos en una configuracion de bombeo para establecer control dinamico del flujo del aceite 104 desde y hasta los cilindros 98. Se puede utilizar tal control dinamico como medio de compensacion de la inercia o alternativa o adicionalmente para establecer una fuerza de resorte para actuar contra el movimiento del elemento accionado por las olas 76.
Como se muestra en la Figura 2, la disposition de piston 96 del conjunto de toma de fuerza 94 esta situado en la camara cerrada 74.
Ahora las referencias se realizan sobre la Figura 3 de los dibujos en la que se muestra una representation esquematica de un aparato para convertir en energia el movimiento de las olas del agua de acuerdo con una realizacion alternativa de la presente invention.
El aparato, genericamente identificado por la referencia numerica 110, durante el uso, se adapta para sumergirlo en una masa de agua 12 de manera que el aparato 110 pueda estar operativo en respuesta a las variaciones de la presion ambiente debido al paso de las olas superficiales.
El aparato 110 comprende un elemento accionado por las olas 112 que incorpora una camara cerrada evacuada 114 delimitada por un elemento accionado por las olas 116 y un elemento fijo 118. Durante el uso, el elemento accionado por las olas 116 se adapta para moverse reciprocamente en la direction identificada por la flecha 120 respecto al miembro fijo 118 para variar el volumen de la camara 114.
En la realizacion mostrada en la Figura 3, el elemento accionado por las olas 116 es un cuerpo de piston, y el elemento fijo 118 es un cilindro.
Se proporciona una disposicion de sellado en forma de junta deslizable 122 entre el elemento accionado por las olas 116 y el elemento fijo 118 para aislar el fluido de la camara 114 de la masa de agua 12.
El aparato 110 ademas comprende un conjunto de control del movimiento 124 que incorpora un elemento desplazable 126 acoplado rigidamente al elemento accionado por las olas 116 a traves de un vastago alargado 128 de manera que el movimiento reciproco del elemento accionado por las olas 116 provocara el movimiento correspondiente del elemento desplazable 126.
El conjunto de control del movimiento ademas comprende un cilindro 130 en el que se monta el elemento desplazable 126. Un volumen de gas nitrogeno presurizado 132 esta contenido en el cilindro 130 y actua contra el elemento desplazable 126. Asi, el elemento desplazable 126, el cilindro 130 y el gas 132 delimitan colectivamente el resorte de gas que aplica una fuerza de resorte contra el elemento desplazable 126 que es proporcional al desplazamiento de dicho elemento 126.
El aparato 110 ademas comprende un conjunto de toma de fuerza 134 que generalmente se interpone entre el elemento accionado por las olas 112 y el elemento de control del movimiento 124. El elemento de toma de fuerza 134 se adapta para utilizar el trabajo generado por el movimiento reciproco del elemento accionado por las olas 116 y el elemento desplazable 126.
El conjunto de toma de fuerza 134 comprende un cuerpo de piston 136 montado en un vastago de conexion alargado 128 y se coloca dentro de un cilindro 138, en el que el cilindro 138 contiene aceite 140.
La camara de trabajo superior e inferior 142 y 144 delimitan el cilindro 138, y se proporciona una disposicion de sellado 146 entre el cuerpo del piston 136 y el cilindro 138 para prevenir o al menos minimizar las fugas del aceite 140 que pasa por el piston 136. Se proporciona un orificio 148 a traves de parte de la pared del cilindro 138 en la zona de la camara superior 142, y se proporciona un orificio 150 a traves de parte de la pared del cilindro 138 en la zona de la camara baja 144. Por consiguiente, el movimiento del piston 136 provocara que se desplace el aceite 140 desde y hasta el cilindro 138 a traves de los respectivos orificios 148 y 150.
El conjunto de toma de fuerza 134 ademas comprende un dispositivo accionado por fluido 151, en este caso un motor hidraulico, adaptado para accionarse por el aceite 140 que se desplaza desde el cilindro 138 por el movimiento del piston 136. El motor hidraulico 151 produce un trabajo rotativo del eje que en realizaciones de la invencion se utiliza para accionar un generador electrico (no se muestra). Los conductos de fluido 152 y 154 se extienden entre los respectivos orificios 148 y 150 para proporcionar una comunicacion fluida entre el cilindro 138 y el motor hidraulico 151.
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La presion del gas 132 dentro del cilindro 130 es superior que la presion ambiente local del agua 12. La disposicion se permite mediante el aislamiento de la presion de gas para que no actue directamente contra el elemento accionado por las olas 116, que es contrario a los sistemas propuestos anteriormente. La presion de gas puede estar sobre los 200 bares y variara durante el movimiento de golpeo del elemento desplazable 126.
La superficie del elemento accionado por las olas 116 que esta expuesto al agua 12 es mayor que el area superficial del elemento desplazable 126 que esta expuesto al gas 132. Esta disposicion se permite en virtud de la alta presion de gas mantenida dentro del cilindro 130 y permite minimizar el volumen estructural global del aparato 110.
El aparato 110 ademas comprende medios para variar el volumen del gas 132 dentro del cilindro 130 para permitir una constante de resorte de gas efectiva que sera variada y seleccionada de acuerdo con las condiciones especificas. Concretamente, la constante de resorte de gas puede variar para efectuar cambios en la frecuencia natural del aparato 110 para coincidir con, por ejemplo, la frecuencia dominante del paso de las olas superficiales. Esto permite la operacion de resonancia del aparato 110 y asi maximiza la energia que se puede extraer del movimiento de las olas.
El volumen de gas se varia variando el nivel de aceite 140a el cual esta bajo el gas 132. El nivel de aceite de aceite se varia mediante el envio o descarga del fluido 140a desde y hasta el cilindro 130. En la realizacion mostrada, el fluido 140a se extrae del conjunto de toma de fuerza 134 a traves de un conducto 156. Se proporcionan los medios de control (no se muestran) para controlar el flujo del fluido 140a desde y hasta el cilindro 130.
Ahora las referencias se realizan sobre la Figura 4 y 5 de los dibujos en los que se muestran parte de un aparato para convertir energia de las olas de acuerdo con una realizacion alternativa de la presente invencion.
El aparato, genericamente identificado con la referencia numerica 210, se muestra en diferentes configuraciones en las Figuras 4 y 5. Debe entenderse que el aparato 210 es similar al aparato 110 que se muestra en la Figura 3 y como tal, comparten componentes como las referencias numericas, incrementadas en 100. Adicionalmente, cabe senalar que solo se muestra la parte superior del aparato 210 como aclaracion ya que la parte inferior es identica a la que se muestra en la Figura 3.
El aparato 210 comprende un conjunto activado por las olas 212 que incorpora una camara evacuada cerrada 214 delimitada por un elemento accionado por las olas 216 y un elemento fijo 218. Las dimensiones exteriores del elemento accionado por las olas 218 son menores que las dimensiones interiores del elemento fijo 218. Un elemento de sellado flexible 222 se extiende entre la superficie periferica del elemento accionado por las olas 216 y en elemento fijo 218 y para aislar del fluido la camara 214 de la masa de agua. En consecuencia, la presente disposicion mostrada en las Figuras 4 y 5 permite que el elemento accionado por las olas 216 golpee externa e internamente el elemento fijo 218.
La presente invencion, como se describe en las realizaciones de ejemplo anteriores, posee ventajas significantes sobre los sistemas propuestos previamente. Por ejemplo, la presente invencion proporciona un aparato que es significativamente mas ligera que las disposiciones conocidas y como tal es capaz de poseer una tasa mas amplia de respuesta debido a la inercia reducida. Ademas, el volumen estructural del aparato es significativamente mas pequeno que el de los sistemas conocidos.
Debe entenderse que las realizaciones descritas anteriormente son meros ejemplos y que se pueden realizar diferentes modificaciones sobre las mismas sin alejarse del ambito de la invencion. Por ejemplo, los elementos accionados por las olas y los elementos desplazables se pueden colocar en cualquier orientacion relativa adecuada, como uno al lado del otro. Ademas, se puede utilizar el aparato divulgado en una posicion invertida. Ademas, se puede utilizar cualquier disposicion de sellado apta entre el elemento accionado por las olas y el elemento fijo del conjunto activado por las olas. Ademas, se pueden utilizar varias caracteristicas y disposiciones presentes en cualquier realizacion descrita en otras realizaciones.

Claims (14)

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    REIVINDICACIONES
    1. Un aparato (10) para convertir en energia el movimiento de las olas en el agua, comprendiendo dicho aparato:
    un conjunto activado por las olas (20) que comprende una camara cerrada (22) y un elemento accionado por las olas (24) que define una parte de la pared de dicha camara, en donde dicho elemento accionado por las olas (24) esta adaptado para que se desplace en respuesta al movimiento de las olas para variar el volumen de la camara cerrada (22);
    un conjunto de control del movimiento (30) que comprende un elemento desplazable (32) acoplado al elemento accionado por las olas (24) y un medio de aplicacion de fuerza adaptado para aplicar una fuerza sobre el elemento desplazable (32); y
    un conjunto de toma de fuerza (56) operable en respuesta al movimiento del elemento accionado por las olas, caracterizado por que la camara cerrada es una camara evacuada que define un vacio o un vacio parcial, de manera que la presion dentro de dicha camara cerrada es menor que la presion ambiente, eliminando o minimizando sustancialmente cualquier efecto de resorte de gas que se establezca dentro de la camara cerrada durante el movimiento de golpeo del elemento accionado por las olas.
  2. 2. El aparato de acuerdo con la reivindicacion 1, en el que el elemento accionado por las olas (24) y el elemento desplazable (32) estan acoplados a traves de un elemento conector y/o el aparato comprende un elemento de referencia, en donde dicho elemento de referencia y el elemento accionado por las olas definen conjuntamente la camara cerrada.
  3. 3. El aparato de acuerdo con la reivindicacion 1 o la reivindicacion 2, en el que el medio de aplicacion de fuerza esta adaptado para aplicar una fuerza variable sobre el elemento desplazable (32) y/o el medio de aplicacion de fuerza esta adaptado para aplicar una fuerza que es variable en respuesta al movimiento de dicho elemento desplazable.
  4. 4. El aparato de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que el conjunto de control del movimiento (30) comprende una camara primaria (38), en donde el elemento desplazable define una parte de la pared de dicha camara primaria de manera que el movimiento de dicho elemento desplazable varia el volumen de dicha camara primaria y, opcionalmente, la camara primaria esta adaptada para recibir un fluido de tal manera que el movimiento del elemento desplazable actua contra el fluido y viceversa, en donde el fluido y el elemento desplazable forman parte de un medio de resorte fluido.
  5. 5. El aparato de acuerdo con la reivindicacion 4, en el que el medio de resorte fluido comprende un resorte de gas, en el que se comprime y se expande el gas directa o indirectamente mediante el movimiento del elemento desplazable (32).
  6. 6. El aparato de acuerdo con la reivindicacion 5, en el que el elemento desplazable (32) acciona directamente el gas o acciona indirectamente el gas a traves de un fluido esencialmente incompresible.
  7. 7. El aparato de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que el aparato esta adaptado para mantener la presion de gas elevada por encima de la presion ambiente local que actua sobre el elemento activado por las olas y/o el area superficial del elemento accionado por las olas es superior al area superficial del elemento desplazable (32).
  8. 8. El aparato de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que el medio de aplicacion de fuerza comprende un resorte hidraulico controlado dinamicamente, en el cual el fluido hidraulico es conducido de forma selectiva y controlable contra el elemento desplazable con el fin de simular una fuerza de resorte que actua sobre dicho elemento y comprende opcionalmente ademas una disposicion de accionamiento para conducir el fluido hidraulico contra el elemento desplazable (32).
  9. 9. El aparato de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que un controlador esta adaptado para recibir senales de entrada que proporcionen datos relacionados con el estado del aparato y utilizar de manera deseada estos datos para controlar el medio de aplicacion de fuerza.
  10. 10. El aparato de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que el conjunto de toma de fuerza (56) comprende un conjunto de piston que incorpora un piston (28) montado de forma deslizable dentro de un cilindro (34), en donde el piston esta acoplado al elemento accionado por las olas (24) para moverse con el mismo y opcionalmente se proporciona un fluido dentro del cilindro de manera que el movimiento del piston provocara que se desplace dicho fluido desde y hasta el cilindro y, opcionalmente, el conjunto de toma de fuerza comprende ademas un conjunto mecanico externo adaptado para ser accionado mediante el fluido desplazado desde el cilindro.
  11. 11. El aparato de acuerdo con la reivindicacion 10, en el que el piston (28) del conjunto de toma de fuerza (56) puede definir el elemento desplazable del dispositivo de control del movimiento.
  12. 12. El aparato de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, que ademas comprende medios de
    compensacion de la inercia adaptados para compensar la inercia dentro del aparato.
  13. 13. El aparato de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que los medios de aplicacion de fuerza comprenden un resorte de gas y el controlador esta configurado para controlar el flujo de un fluido hacia y
    5 desde el resorte de gas para variar el volumen de gas y de este modo la constante de resorte de gas efectiva para permitir seleccionar una frecuencia natural del aparato para que coincida con una frecuencia de aplicacion de fuerza del ambiente.
  14. 14. El aparato de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que el conjunto de control del 10 movimiento comprende un controlador adaptado para controlar el medio de aplicacion de fuerza y el controlador esta
    adaptado para controlar el medio de aplicacion de fuerza para permitir seleccionar una frecuencia natural del aparato para que coincida con una frecuencia de aplicacion de fuerza del ambiente; y el area superficial del elemento accionado por las olas es mayor que el area superficial del elemento desplazable.
    15 15. Un metodo para convertir en energia el movimiento de las olas del agua, comprendiendo dicho metodo las
    etapas de:
    proporcionar un aparato (10) de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 15 y sumergir al menos parte del aparato en agua que experimenta un movimiento de olas;
    20 permitir que el elemento accionado por las olas (24) se mueva en respuesta al movimiento de las olas; extraer la energia a traves de un conjunto de toma de fuerza (56), y
    controlar los medios de aplicacion de fuerza para permitir seleccionar una frecuencia natural del aparato para coincidir con una frecuencia de aplicacion de fuerza del ambiente.
    25
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