ES2897126A1

ES2897126A1 - Sistema de generación de energía eléctrica y mecánica a partir de la energía undimotriz

Info

Publication number: ES2897126A1
Application number: ES202100065A
Authority: ES
Inventors: Hidalgo Fabian Herreros
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2021-06-30
Filing date: 2021-06-30
Publication date: 2022-02-28

Abstract

Sistema convertidor de energía undimotriz en energía eléctrica y mecánica caracterizado porque comprende, como mínimo, 1 Módulo convertidor compuesto al menos por los siguientes elementos: - 1 Boya (1). - 1 Cámara de estabilidad (2), anclada al fondo marino. - 1 Barra convertidora (3) de la energía undimotriz en energía eléctrica y mecánica. Y todos estos elementos configurados de manera que la Boya, que se mueve en sentido vertical y alternativo, siguiendo el perfil de la ola, crea un flujo de energía mecánica que arrastra, con un movimiento lineal, un conjunto formado por el Oscilador (3.1.2) del Generador eléctrico lineal (3.1) que produce una corriente alterna, trifásica, 50 Hz y el pistón (3.2.2) de una bomba de alta presión (3.2), mecánica, alternativa, de doble acción, que eleva el agua desde su punto de captación en medio de la columna de agua hasta el depósito de almacenamiento.

Description

DESCRIPCIÓN

Sistema de generación de energía eléctrica y mecánica a partir de la energía undimotriz

Sector de la técnica

La presente invención se encuadra en el sector técnico del aprovechamiento de las energías renovables limpias (concretamente la presente en las olas o energía undimotriz) y su conversión, de forma simultánea, en energía eléctrica y energía mecánica.

Antecedentes de la invención

El antecedente de esta invención es el SISTEMA DE GENERACIÓN DE ENERGÍA ELÉCTRICA A PARTIR DE LA ENERGÍA UNDIMOTRIZ, que, con el número de expediente de solicitud P201400858, fue presentado en la O.E.P.M. el 31-10-2014, publicado el 03-05-2016 y cuya Patente Nacional fue concedida el 15-12-2016, con la referencia ES 2568697, el inventor de la cual, es el autor de la presente invención y está basada en la utilización de un GENERADOR ELÉCTRICO LINEAL cuyo elemento motriz lo constituye una Boya que, si las condiciones medioambientales lo permiten, se encuentra flotando sobre la superficie marina siguiendo el perfil de la ola y puede sumergirse, dentro de la cuna de agua, si se presenta una GALERNA o una CICLOGÉNESIS EXPLOSIVA.

La presente invención tiene como objeto optimizar y aumentar la eficiencia de la infraestructura requerida por el referido GENERADOR ELÉCTRICO LINEAL incorporando un SISTEMA DE BOMBEO Y PRESURIZACIÓN, montado sobre su misma estructura y accionado por la misma Boya, y que pueda ser utilizado en aquellos procesos donde este tipo de energía pueda ser requerido, ahorrando en dichos procesos el uso innecesario de la electricidad producida en el Generador y que ésta pueda ser enviada a la exportación.

Explicación de la invención

El Módulo Convertidor de la energía undimotriz captada por la Boya está formado por los siguientes elementos:

• BOYA (1).

• CÁMARA DE ESTABILIDAD (2), anclada al fondo marino.

• BARRA CONVERTIDORA (3) de la energía undimotriz en energía eléctrica y mecánica.

Y todos estos elementos configurados de manera que la Boya, que se mueve en sentido vertical y alternativo, siguiendo el perfil de la ola, crea un flujo de energía mecánica que arrastra, con un movimiento lineal, un conjunto formado por el OSCILADOR (3.1.3) del GENERADOR ELÉCTRICO LINEAL (3.1) y el PISTÓN (3.2.2) de una BOMBA DE ALTA PRESIÓN (3.2), mecánica, alternativa, de doble acción, unidos solidariamente a través de un elemento, el VÁSTAGO (1.2).

Tanto el Generador Eléctrico Lineal (3.1), como la Bomba de Alta Presión (3.2), se encuentran localizados en el interior de la Barra Convertidora (3), mantenida en posición vertical, dentro de la columna de agua, soportada por la Cámara de Estabilidad (2).

Las características físicas de estos componentes del Módulo son las siguientes:

• La Boya es una cámara estanca que se caracteriza porque una de sus dos cámaras puede ser inundada y lastrada con agua de mar cuando se presente una GALERNA o una CICLOGÉNESIS EXPLOSIVA (que siempre, antes o después, acaban presentándose), de forma que la referida Boya pueda ser llevada a una profundidad tal que el embate de las olas superficiales no suponga peligro para la integridad del Módulo Convertidor. Una vez recuperada la calma, la Boya será deslastrada y restituida a su posición de trabajo.

• La Cámara de Estabilidad es, como la anterior, una cámara estanca, autosoportante, atravesada de arriba abajo por la Barra Convertidora (3). Dicha Cámara de Estabilidad permanece flotando, en una posición fija, en medio de la columna de agua, anclada mediante CABLES DE ACERO (2.1) a sus correspondientes “MUERTOS” (2.2) depositados en el fondo marino.

Esta Cámara de Estabilidad estará sumergida en la columna de agua a una distancia tal del nivel medio del mar que la aparición de la ola de máxima altura registrada en la zona no suponga esfuerzo alguno que pueda afectar a la integridad del Módulo Convertidor, tanto en situación de pleamar o bajamar.

• La Barra Convertidora es una estructura autoportante, que se mantiene en posición vertical, soportada en la parte superior de la Cámara de Estabilidad a la que se encuentra anclada mediante elementos pasantes.

Esta Barra Convertidora está formada por dos partes principales, una fija, anclada a su estructura y otra móvil, que es la arrastrada por la Boya En la parte fija se encuentran tres zonas perfectamente diferenciadas:

✓ CÁMARA DE CONTROL Y TRATAMIENTO DE LA ENERGÍA (3.1.1).

✓ CÁMARA ESTATÓRICA (3.1.2).

✓ CILINDRO DE LA BOMBA DE PISTON (3.2.1).

En la parte móvil de la Barra Convertidora se encuentra el Vástago (1.2) al que están unidos solidariamente la CÁMARA DEL OSCILADOR (3.1.3) que forma parte del GENERADOR ELÉCTRICO y el PISTÓN (3.2.2) que forma parte del EQUIPO DE BOMBEO DE ALTA PRESIÓN.

En el Módulo Convertidor se encuentran presentes los Sistemas siguientes:

✓ SISTEMA DE GENERACIÓN ELÉCTRICA.

✓ SISTEMA DE BOMBEO DE ALTA PRESIÓN.

En el Módulo Convertidor se encuentran presentes, además, un conjunto de sistemas que hacen posible el funcionamiento de los dos sistemas anteriores, sin alguno de los cuales se produciría el colapso de la instalación.

SISTEMA DE GENERACIÓN ELÉCTRICA.

El SISTEMA DE GENERACIÓN DE ELECTRICIDAD lo constituye un GENERADOR ELÉCTRICO, LINEAL, AXILSIMÉTRICO, DE OSCILADOR BOBINADO Y DE MÚLTIPLES DEVANADOS ESTATÓRICOS, situado en posición vertical dentro de la Barra Convertidora, formado por 2 (dos) partes principales: el ESTATOR (3.1.2) y el OSCILADOR (3.1.3), que se mueve de forma lineal, en sentido ascendente y descendente, siguiendo el eje del Módulo Convertidor.

Tanto el Estator como el Oscilador, se encuentran encapsulados en cámaras totalmente independientes una de otra (3.1.2.0) y (3.1.3.0), rellenadas con un líquido dieléctrico, biodegradable, no perjudicial para el medio ambiente y que facilite la dispersión del calor producida en las bobinas tanto del Estator como las de los electroimanes del Oscilador.

El Estator (3.1.2) de este Generador está constituido por un conjunto de NÚCLEOS ESTATÓRICOS (3.1.2.1) de chapas agrupadas de acero laminado, que disponen de unas ranuras dentro de las cuales se insertan las BOBINAS (3.1.2.2) del inducido. Todos los devanados tendrán el mismo número de bobinas y estas serán del mismo paso, aunque pueden diferir o no en la sección del conductor y número de espiras. La tensión de salida de cada uno de estos devanados, que pueden o no, trabajar de forma simultánea, será la misma, pero la elección de uno u otro, dependerá de las características de la ola que en ese momento esté actuando sobre la Boya.

El Oscilador (3.1.3) está compuesto por un conjunto de ELECTROIMANES DE INDUCCIÓN (3.1.3.1) montados sobre una estructura metálica y dispuestos simétricamente respecto a 2 o más planos que pasen por el eje de dicho Oscilador.

Tanto el Oscilador como el Estator que forman parte del GENERADOR ELÉCTRICO LINEAL, se encuentran formando una estructura tubular de sección circular o poligonal, axilsimétrica respecto a 2 o más planos y de una longitud tal que el Oscilador pueda efectuar la totalidad máxima de su recorrido siguiendo el eje del Estator y lo haga dentro del espacio delimitado por el Estator.

Las Bobinas (3.1.2.2) de los distintos devanados se encuentran agrupadas en sistema trifásico (en forma similar a los bobinados de los Generadores trifásicos rotativos tradicionales) y dispuestas de forma que puedan cortar las líneas de los campos magnéticos creados por los Electroimanes del Oscilador (3.1.3.1).

De esta forma, cuando la Boya se mueve, siguiendo la curva de la ola, el Oscilador se mueve por el eje del Estator y los Electroimanes de Inducción crean unos circuitos magnéticos que, al cerrarse a través de las Bobinas del devanado seleccionado, originan en ellas una corriente eléctrica cuyo sentido se mantiene hasta que el Oscilador, finaliza su recorrido en ese sentido, momento que coincide con el instante en que la Boya finaliza el suyo. Cuando la Boya inicia el cambio, lo hace también el Oscilador y la corriente eléctrica cambia de sentido.

Este Sistema de Generación de Electricidad está formado por un conjunto de Sistemas, los cuales se indican a continuación:

✓ SISTEMA DE DEVANADOS ESTATÓRICOS MÚLTIPLES.

✓ SISTEMA DE DETECCIÓN DE LA POTENCIA DEL FRENTE DE LA OLA.

✓ SISTEMA DE PRODUCCIÓN DE CORRIENTE CONTINUA Y REGULACIÓN DE LA MISMA PARA SU INYECCIÓN A LOS ELECTROIMANES DEL OSCILADOR.

✓ SISTEMA DE SELECCIÓN DE LOS ELECTROIMANES QUE DEBEN SER ENERGIZADOS.

✓ SISTEMA DE CONVERSIÓN DE LA CORRIENTE ELÉCTRICA GENERADA A LAS NECESIDADES DE LA RED.

✓ SISTEMA DE PROTECCIÓN DEL MÓDULO CONTRA INVERSIONES DE CORRIENTE.

✓ SISTEMA DE COMUNICACIÓN DE SEÑALES ENTRE MÓDULO Y CENTRAL.

✓ SISTEMA DE CONTROL AUTOMATIZADO DEL MÓDULO.

✓ SISTEMA DE EQUILIBRADO DE PRESIONES EN LOS ENCAPSULADOS.

✓ SISTEMA DE TRANSMISIÓN DEL MOVIMIENTO DE LA BOYA AL OSCILADOR.

✓ SISTEMA DE PROTECCIÓN ACTIVA DEL MÓDULO CONVERTIDOR.

✓ SISTEMA DE RUPTURA DE LA TRANSMISIÓN.

✓ SISTEMA DE LIMPIEZA DE LAS SUPERFICIES DE LOS ENCAPSULADOS.

SISTEMA DE DEVANADOS ESTATÓRICOS MÚLTIPLES.

Con el fin de cubrir lo máximo posible los distintos espectros energéticos racionalmente explotables de las olas en una determinada zona, en base a las denominadas "TABLAS DE OCURRENCIAS” o tablas que recogen el porcentaje de olas de unos determinados períodos (T) y altura significativa (Hs) a lo largo de uno o varios años, se disponen en cada núcleo estatórico de 2 o más devanados totalmente independientes, cada uno de los cuales estará dimensionado para cubrir un determinado rango de potencias.

SISTEMA DE DETECCIÓN DE LA POTENCIA DEL FRENTE DE LA OLA.

Dada la existencia de los llamados "TRENES DE OLAS” y la necesidad de mantener constante la tensión de salida de la máquina, adecuando la potencia generada a la que presente en ese momento determinado la ola que está actuando sobre la Boya, se dispone en la Barra Convertidora de una serie de sensores que detectan la amplitud máxima que alcanzará la ola próxima, así como la velocidad de ascenso y descenso de la Boya, y en función de esos valores y mediante el algoritmo diseñado al efecto, se selecciona, gracias a un conmutador estático, el devanado que va a tratar esa ola y, simultáneamente, se fija la intensidad de la corriente de inducción que debe hacerse pasar por los electroimanes del Oscilador para que produzcan el flujo magnético adecuado y se mantenga la tensión de salida del Generador dentro de los parámetros fijados.

SISTEMA DE PRODUCCIÓN DE CORRIENTE CONTINUA Y REGULACIÓN DE LA MISMA PARA SU INYECCIÓN A LOS ELECTROIMANES DEL OSCILADOR.

Como cualquier generador eléctrico que debe mantener constantes unos determinados parámetros (tensión, en nuestro caso) es necesario controlar la intensidad de los campos electromagnéticos producidos en los electroimanes, razón por la cual se dispone un SISTEMA DE GENERACIÓN DE CORRIENTE CONTINUA AUXILIAR y su elemento de regulación que estará regido por un autómata controlado por el algoritmo diseñado al efecto.

SISTEMA DE SELECCIÓN DE LOS ELECTROIMANES QUE DEBEN SER ENERGIZADOS.

Dado que, por necesidades funcionales, el Oscilador es de una longitud superior al Estator, se dispone de un sistema que determine qué electroimanes se encuentran dentro del núcleo estatórico y son esos electroimanes, y solo esos los que van a ser energizados.

SISTEMA DE CONVERSIÓN DE LA CORRIENTE ELÉCTRICA GENERADA A LAS NECESIDADES DE LA RED.

La corriente producida en el Generador Eléctrico será tratada en cada Módulo Convertidor, para lo cual, en la CÁMARA DE CONTROL Y TRATAMIENTO DE LA ENERGÍA (3.1.1) se dispondrá un CONJUNTO RECTIFICADOR-ONDULADOR formado por diodos, tiristores, puentes rectificadores, onduladores y transformadores, que adaptarán la corriente eléctrica creada en las bobinas del Estator a las condiciones de tensión y frecuencia deseadas.

Cada Módulo Convertidor tratará dentro de su Barra Convertidora la energía producida y se adecuará a las características demandadas por la red; la discordancia con cualquiera de los parámetros de la red, provocará el corte del suministro de corriente a los Electroimanes del Oscilador con lo que el Generador continuará moviendo su Boya, pero este movimiento ya no producirá energía eléctrica.

SISTEMA DE PROTECCIÓN DEL MÓDULO CONTRA INVERSIONES DE CORRIENTE.

La Barra Convertidora llevará un dispositivo (relé de potencia inversa, función 32 según la denominación asignada por la Comisión Electrotécnica Internacional) que detectará si en algún momento, por el cable de potencia que exporta la energía generada a la Subestación, circula corriente en sentido inverso y procederá al corte de suministro de corriente a los Electroimanes.

SISTEMA DE COMUNICACIÓN DE SEÑALES ENTRE MÓDULO Y CENTRAL.

En la Barra Convertidora, en la CÁMARA DE CONTROL Y TRATAMIENTO DE LA ENERGÍA (3.1.1), se situará el modem de comunicaciones que contendrá los módulos de entrada y salida de señales procedentes o dirigidas a la Central Eléctrica.

SISTEMA DE CONTROL AUTOMATIZADO DEL MÓDULO.

Todo el Módulo estará gobernado por un ordenador situado en la CÁMARA DE CONTROL Y TRATAMIENTO DE LA ENERGÍA (3.1.1).

Este ordenador, que contendrá el algoritmo de control del Módulo Convertidor formará parte de un Sistema de Control Distribuido, cuyo SCADA (Sistema de Control y Adquisición de Datos) estará situado en el Edificio eléctrico de la Subestación.

SISTEMA DE EQUILIBRADO DE PRESIONES EN LOS ENCAPSULADOS.

Para evitar desequilibrios entre la presión de la columna de agua de mar y la del líquido que inunda los compartimentos de las Cámaras de la Barra Convertidora, se ha dispuesto un Sistema de equilibrado presiones, compuesto por un conjunto de vasos comunicantes y un depósito de expansión.

SISTEMA DE TRANSMISIÓN DEL MOVIMIENTO DE LA BOYA AL INTERIOR DE LA BARRA CONVERTIDORA.

La transmisión de energía entre la Boya y el Oscilador se realiza mediante un elemento (1.1), cable o barra de acero, pero que en cualquier caso transmite su movimiento siempre de modo lineal.

Este elemento de transmisión puede ser de 2 tipos:

SISTEMA DE TRANSMISIÓN TIPO “A”.

La unión entre la Boya (1) y el Vástago (1.2) se realiza mediante barras de acero, articuladas con Juntas CARDAN.

De esta forma cuando la Boya suba, el Vástago también lo hará, impulsado por la fuerza de ascensión de la Boya y a la inversa, cuando la Boya inicie su movimiento de descenso, el Vástago descenderá, empujado por el peso de la Boya y el peso del Oscilador.

SISTEMA DE TRANSMISIÓN TIPO “B”.

La unión entre el Boya (1) y el Vástago (1.2) se realiza mediante CABLE o CADENA DE ACERO.

Con este sistema la Boya obligará al Oscilador y al Pistón a seguir sus movimientos tanto en el sentido de subida como de bajada, como en el caso anterior, con la diferencia de que ahora la fuerza de descenso del Oscilador y del Pistón dependerá, única y exclusivamente de las fuerzas gravitatorias que sobre ellos actúen.

SISTEMA DE PROTECCIÓN ACTIVA DEL MÓDULO CONVERTIDOR.

El Módulo Convertidor de energía undimotriz descrito estará dotado de un sistema de protección activa contra las condiciones extraordinarias de un mar embravecido. El procedimiento consiste, dadas las características de estanqueidad de la Boya, en inundar su CÁMARA DE AIRE (1.0.1) con agua de mar (previo corte de la corriente de alimentación a los Electroimanes) mediante la apertura de la VÁLVULA DE INUNDACIÓN (1.0.2) y de la VÁLVULA DE SALIDA DE AIRE (1.0.3) de la que va provista, hundiéndose entonces hasta llevar el conjunto a una profundidad en la que las olas dejen de constituir un peligro para la integridad del Módulo Convertidor. Cuando las condiciones peligrosas hayan desaparecido, se inyectará aire en la parte inundable mediante la apertura de la VÁLVULA DE LLENADO DE AIRE (1.0.4), desplazando, a través de la apertura de la VÁLVULA DE INUNDACIÓN (1.0.2), el agua que la inundaba y la mantenía sumergida flotando dentro de la columna de agua para que alcance de nuevo su disposición de trabajo.

Un PRESOSTATO (1.0.5) controla el llenado de la CÁMARA DE AIRE, que está protegida de cualquier sobrepresión por una VÁLVULA DE SEGURIDAD (1.0.6).

SISTEMA DE RUPTURA DE LA TRANSMISIÓN BOYA-OSCILADOR.

En previsión de aparición de esfuerzos extraordinarios que puedan dañar el Módulo, el elemento de transmisión (1.1) entre la Boya y el Vástago incorporará un elemento (1.3) cuya carga de ruptura será inferior a la del cable, cadena o barra de acero, que enlaza ambos elementos, para que en caso necesario pueda romper en ese punto.

SISTEMA DE LIMPIEZA DE LAS SUPERFICIES DE LOS ENCAPSULADOS.

Aunque las superficies de los componentes que van a estar en contacto con el medio marino serán tratados con productos germicidas que eviten la proliferación de organismos, se ha dispuesto de un sistema de limpieza que impidan la aparición de colonias de estos seres en aquellos puntos susceptibles de causar daños en el equipo o disminución en su rendimiento. Este Sistema estará constituido por unos rascadores, unos elementos que fijados a la estructura del Estator, barren la superficie del Oscilador.

SISTEMA DE BOMBEO Y PRESURIZACIÓN.

Este sistema de bombeo está constituido por una BOMBA HIDRÁULICA DE ALTA PRESIÓN (3.2), de doble efecto, cuya CÁMARA DE COMPRESIÓN Y ASPIRACIÓN (3.2.1) está anclada a la estructura de la parte fija de la Barra Convertidora (3).

Por el interior del CILINDRO que constituye la CÁMARA DE ASPIRACIÓN-IMPULSIÓN de la bomba, se mueve un Pistón (3.2.2) de doble acción, pistón, que se encuentra unido solidariamente al Vástago (1.2) que acciona también el Oscilador del Generador Eléctrico Lineal, y que es arrastrado por las fuerzas gravitacionales o de flotabilidad que actúan sobre la Boya (1) o el conjunto móvil de la Barra Convertidora (3) de forma que cuando la Boya se encuentre en la cresta de la ola y comience a descender, la cámara de aspiración de la bomba estará en la parte superior del Cilindro y al otro lado del Pistón tendremos la cámara de impulsión y por el contrario, cuando la Boya se encuentre en el valle de la ola y comience su ascenso, dichas cámaras intercambiarán su posición.

Un conjunto de VÁLVULAS ESTÁTICAS (9.2), unidireccionales, posibilitarán la realización de estas funciones de aspiración e impulsión en uno u otro sentido.

Como quiera que el referido Pistón se moverá solidariamente con el Oscilador del Generador (que está produciendo electricidad), para evitar que la BOMBA impulse el agua cuando ésta no se necesite, un conjunto de detectores de nivel y presostatos actuarán sobre la VÁLVULA DE RECIRCULACIÓN Y REGULACIÓN (9.1.1) permitiendo y regulando, si fuere necesario el flujo del agua bombeada.

Breve descripción de los dibujos

Para complementar la descripción que se está realizando y con objeto de ayudar a una mejor comprensión de las características de la invención, se acompaña como parte integrante de dicha descripción, un juego de dibujos en donde con carácter ilustrativo y no limitativo, se ha representado lo siguiente:

Figura 1.- Muestra un esquema de un Módulo Convertidor, donde se pueden ver: Boya (1), Cámara de Estabilidad (2) y Barra Convertidora (3), el Elemento de Unión (1.1) entre Boya y Vástago, el Elemento de Ruptura (1.3), y los Cables de Amarre (2.1) a los Muertos (2.2) situados en el fondo marino.

Figura 2.- Muestra el Elemento de Unión (1.1) entre Boya y el Vástago (1.2), un detalle esquemático de la Barra Convertidora (3), el Generador Eléctrico (3.1), Cámara de Control y Tratamiento de la energía (3.1.1), Cámara Estatórica (3.1.2), Cámara del Oscilador (3.1.3), Cámara de Selección de Electroimanes (3.1.4), Bomba de Alta Presión (3.2), Cilindro de la Bomba de Pistón (3.2.1), Pistón (3.2.2), un conjunto de Válvulas y el Equipo de Rectificación de Corriente (8).

Figura 3.- Muestra un detalle esquemático del Generador Eléctrico (3.1), Cámara de Control y Tratamiento de la energía (3.1.1), Cámara Estatórica (3.1.2), Cámara del Oscilador (3.1.3), Cámara de Selección de Electroimanes (3.1.4), y Vástago (1.2).

Figura 4.- Esta figura muestra el Vástago (1.2) del módulo y esquemáticamente, la Bomba de Alta Presión (3.2), Cámara de Compresión y Aspiración (3.2.1), Pistón (3.2.2), Válvula de Recirculación y Regulación (9.1.1) y un conjunto de válvulas unidireccionales (9.2).

Figura 5.- En esta figura se muestra una sección del Núcleo Estatórico (3.1.2.1) con las Bobinas (3.1.2.2).

Figura 6.- Muestra una sección del Oscilador, con sus Electroimanes de Inducción (3.1.3.1).

Figura 7.- Muestra una sección transversal del Generador Eléctrico Lineal, con su Cámara Estatórica (3.1.2.0) y Cámara del Oscilador (3.1.3.0) Núcleos Estatóricos (3.1.2.1) y sus Electroimanes de Inducción (3.1.3.1).

Figura 8.- Muestra un esquema de principio del SISTEMA DE PROTECCIÓN ACTIVA DEL MÓDULO CONVERTIDOR en el que, de forma esquemática, se aprecian la Cámara de Inundación (1.0.1) de la Boya, Válvula de Inundación (1.0.2), Válvula de Salida de Aire (1.0.3), Válvula de Llenado de Aire (1.0.4), Presostato (1.0.5), y Válvula de Seguridad (1.0.6).

Figura 9.- Muestra un esquema general del proceso, en el que podemos apreciar la Boya (1), la Barra Convertidora (3) con sus dos componentes principales, el Generador Lineal Eléctrico (3.1) y la Bomba de Alta Presión (3.2), el Tanque de Almacenamiento de agua de mar (4), el Tanque de Electrólisis (5), el Tanque de Almacenamiento de Hidrógeno (6), la Airlocks (7) y el Equipo de Rectificación de corriente de Electrólisis (8).

Figura 10.- Muestra un esquema general del proceso, en el que podemos apreciar:

S El Tanque de Almacenamiento de agua de mar (4), la Válvula Motorizada. (9.1.2), un conjunto de Válvulas Unidireccionales (9.2) y la Válvula de Seguridad (9.3).

S El Tanque de Electrólisis (5), la Válvula Motorizada. (9.1.3), un conjunto de Válvulas Unidireccionales (9.2) y las Válvulas de Seguridad (9.3).

S El Tanque de Almacenamiento de Hidrógeno (6), la Válvula Motorizada. (9.1.8), un conjunto de Válvulas Unidireccionales (9.2) y la Válvula de Seguridad (9.3).

S Una Airlocks (7), las Válvulas Motorizadas. (9.1.4, 9.1.5, 9.1.6 y 9.1.7), un conjunto de Válvulas Unidireccionales (9.2) y la Válvula de Seguridad (9.3).

Figura 11.- Muestra un esquema general del Módulo, en el que podemos apreciar la Boya (1), la Barra Convertidora (3) con sus dos componentes principales, el Generador Lineal Eléctrico (3.1) y la Bomba de Alta Presión (3.2), el Cable (11) de exportación de corriente y transmisión de señales y datos y la Tubería (12) de bombeo del agua del mar.

Realización preferente de la invención

El Hidrógeno es el combustible ideal, puesto que a su elevado poder energético se une el que su combustión no implica la producción de CO2, siendo el agua el producto resultante de dicha transferencia energética.

El Hidrógeno es uno de los elementos más abundantes en el Universo, pero dado su enorme potencial para combinarse con otros elementos, no se encuentra libre en la naturaleza, razón por la cual es necesaria la aportación de una cantidad importante de energía para romper sus lazos de unión con otros elementos.

Son diversos los procedimientos para obtener este gas y entre ellos citaremos los siguientes:

1. Termólisis o descomposición del agua mediante calor para conseguir elevadísimas temperaturas que sean capaces de romper el enlace de la molécula de agua.

2. Gasificación de hidrocarburos y combustibles fósiles, mediante la utilización de vapor de agua sobrecalentado y la oxidación de hidrocarburos.

3. Biofotólisis, basada en la descomposición de la materia orgánica y su posterior proceso de gasificación.

4. Electrólisis o descomposición de la molécula de agua mediante electricidad.

De todos estos procedimientos, solamente este último, si utiliza como fuente de energía eléctrica la obtenida mediante una energía renovable y limpia, puede considerarse que produce HIDRÓGENO VERDE, es decir un HIDRÓGENO en cuya obtención no se ha producido efecto de carbonización alguno.

Además de la energía necesaria para la descomposición de la molécula de agua por este último sistema, es necesaria la aportación de una cantidad importante de la energía adicional requerida para el sistema de bombeo que sea capaz de vehicular el agua de mar desde su punto de captación hasta las celdas de electrólisis y una vez obtenido el Hidrógeno, transportarlo hasta los tanques esféricos de almacenamiento.

El Módulo Convertidor de Energía Undimotriz descrito podemos utilizarlo, como una de las aplicaciones favoritas de esta invención, en un PARQUE DE BOYAS que alimente una PLANTA DE PRODUCCIÓN de HIDRÓGENO, con almacenamiento del mismo (para lo cual se necesita la utilización de presiones que oscilan alrededor de los 350 bares) y que permita la exportación de los excedentes de energía eléctrica a la red pública de distribución.

Para la obtención del HIDRÓGENO y su almacenamiento utilizando única y exclusivamente como fuente de energía la proporcionada en las olas del mar el PROCESO será el siguiente: SISTEMA ELÉCTRICO.

El GENERADOR ELÉCTRICO LINEAL (3.1) del MÓDULO CONVERTIDOR produce una corriente eléctrica continua que después de transformarla en corriente alterna trifásica, a 50 ó 60 Hz, es transportada, ya en Media Tensión, mediante un CABLE SUBMARINO (11) hasta la Subestación de la Planta situada en el litoral.

(Ya en esta Subestación, un EQUIPO DE RECTIFICACIÓN (8) transforma una parte de esta corriente alterna en corriente continua y a la tensión adecuada para ser aplicado al proceso de Electrólisis).

El Sistema de Generación de Electricidad del Módulo Convertidor está formado por un conjunto de Sistemas, los cuales se indican a continuación:

✓ SISTEMA DE DEVANADOS ESTATÓRICOS MÚLTIPLES.

✓ SISTEMA DE DETECCIÓN DE LA POTENCIA DEL FRENTE DE LA OLA.

✓ SISTEMA DE PRODUCCIÓN DE CORRIENTE CONTINUA Y REGULACIÓN DE LA MISMA PARA SU INYECCIÓN A LOS ELECTROIMANES DEL OSCILADOR. ✓ SISTEMA DE SELECCIÓN DE LOS ELECTROIMANES QUE DEBEN SER ENERGIZADOS.

✓ SISTEMA DE PROTECCIÓN DEL MÓDULO CONTRA INVERSIONES DE CORRIENTE.

✓ SISTEMA DE COMUNICACIÓN DE SEÑALES ENTRE MÓDULO Y CENTRAL.

✓ SISTEMA DE CONTROL AUTOMATIZADO DEL MÓDULO.

✓ SISTEMA DE EQUILIBRADO DE PRESIONES EN LOS ENCAPSULADOS.

✓ SISTEMA DE TRANSMISIÓN DEL MOVIMIENTO DE LA BOYA AL OSCILADOR.

✓ SISTEMA DE PROTECCIÓN ACTIVA DEL MÓDULO CONVERTIDOR.

✓ SISTEMA DE RUPTURA DE LA TRANSMISIÓN.

✓ SISTEMA DE LIMPIEZA DE LAS SUPERFICIES DE LOS ENCAPSULADOS.

SISTEMA DE BOMBEO Y PRESURIZACIÓN.

El SISTEMA DE BOMBEO Y PRESURIZACIÓN tiene como función la de impulsar el agua de mar a través de una Tubería (12), mediante una Bomba de Alta Presión de doble efecto (3.2), desde el punto de captación hasta el Tanque de Almacenamiento (4) en el interior del cual se mantiene una presión constante de 400 bares y en el que queda almacenada para su posterior utilización, tanto para alimentación del Tanque de Electrólisis (5), donde este proceso tiene lugar a una presión de 150 bares, o para mantenimiento de la presión del hidrógeno en su Tanque de Almacenamiento (6) a una presión constante de 350 bares.

Por el interior del Cilindro (3.2.1) que constituye la Cámara de aspiración e impulsión de la Bomba, se mueve un Pistón (3.2.2) de doble acción, arrastrado por las fuerzas gravitacionales o de flotabilidad que actúan sobre el módulo, de forma que cuando la Boya se encuentre en la cresta de la ola y comience a descender, la Cámara de aspiración de la Bomba estará en la parte superior del Cilindro y al otro lado del Pistón tendremos la Cámara de impulsión y, por el contrario, cuando la Boya se encuentre en el valle de la ola y comience su ascenso, dichas cámaras se intercambiarán su posición.

Un conjunto de Válvulas estáticas, unidireccionales, posibilitarán la realización de estas funciones de aspiración e incursión en uno u otro sentido.

Como quiera que el referido pistón se moverá solidariamente con el Oscilador del Generador (que está produciendo electricidad), para evitar que la bomba impulse, innecesariamente, el agua y provoque un incremento peligroso de la presión en el Tanque de Almacenamiento (4), un conjunto de detectores de nivel y presostatos actuarán sobre la Válvula de Recirculación y Regulación (9.1.1) permitiendo y regulando, cuando fuere necesario el flujo del agua hasta el indicado Tanque de almacenamiento.

SISTEMA DE ALMACENAMIENTO DE AGUA DE MAR.

EL Tanque Presurizado de Almacenamiento de agua de mar (4) recibe el agua proporcionada por la estación de bombeo.

Las funciones asumidas por este tanque serán:

S Mantener el nivel del agua salina en el Tanque de Electrólisis (5) y la presión en el mismo dentro de los límites fijados por el proceso.

S Transferir el Hidrógeno desde el Tanque de Electrólisis a su Tanque de Almacenamiento.

S La segunda función que debe asumir es la de mantener la presión requerida en el TANQUE DE ALMACENAMIENTO DE HIDRÓGENO (6).

Una Válvula Motorizada de Regulación y Control (9.1.2) permitirá mantener la presión y el nivel del agua dentro de los límites fijados por el proceso. La presión en el interior de este tanque es naturalmente superior (alrededor de 400 bares) a la que debe mantenerse en los tanques anteriores.

Un conjunto de Válvulas Unidireccionales (9.2) dirigirán el flujo del agua en su sentido correcto y una Válvula de Seguridad (9.3) protegerán al Tanque de presiones peligrosas.

SISTEMA DE ALMACENAMIENTO DEL HIDRÓGENO.

El hidrógeno producido en el Tanque de Electrólisis (5) a 150 bares se transferirá a un Tanque de Almacenamiento del Hidrógeno (6).

La presión de almacenamiento del Hidrógeno se considera la de 350 bares.

Una Válvula Motorizada de Regulación y Control (9.1.8) permitirá mantener la presión y el nivel del agua dentro de los límites fijados por el proceso, lo que se lleva a cabo inyectando agua presurizada procedente del ya referido Tanque de Almacenamiento (4).

Un conjunto de Válvulas Unidireccionales (9.2) dirigirán el flujo del agua y de los gases obtenidos en su sentido correcto y una Válvula de Seguridad (9.3) protegerá al Tanque de presiones peligrosas.

SISTEMA DE TRANSFERENCIA DEL HIDRÓGENO.

Este sistema, necesario para transferir el hidrógeno producido desde el Tanque de Electrólisis (a 150 bares) hasta su Tanque de Almacenamiento (a 350 bares) está constituido por una Esclusa o Airlocks (7), las Válvulas Motorizadas. (9.1.4, 9.1.5, 9.1.6 y 9.1.7), un conjunto de Válvulas Unidireccionales (9.2) y la Válvula de Seguridad (9.3).

El funcionamiento de este equipo se realizará de la siguiente manera:

Partiendo del momento 0, con la Airlocks completamente llena de agua a la presión atmosférica, abre la Válvula (9.1.7) de llegada del Hidrógeno y simultáneamente abre también la Válvula (9.1.5) de evacuación del agua que permanecerá abierta hasta que el Presostato indique que se ha alcanzado la misma presión que existe en el interior del Tanque de Electrólisis, en cuyo momento cerrará también la Válvula (9.1.7).

Con la Airlocks llena de Hidrógeno a 150 bares, se produce la apertura de la Válvula 9.1.4 de llegada de agua presurizada, que permanecerá abierta y cuando el presostato alcance la presión de 400 bares, la existente en el tanque de almacenamiento de hidrógeno, abrirá la Válvula (9.1.6) de salida del Hidrógeno. El Hidrógeno es forzado a salir de la Airlocks en dirección al tanque y una vez que se ha producido su total evacuación, cierran ambas válvulas motorizadas y el proceso de transferencia se volvería a reiniciar.

Claims

REIVINDICACIONES

1. SISTEMA DE GENERACIÓN DE ENERGÍA ELÉCTRICA Y MECÁNICA A PARTIR DE LA ENERGÍA UNDIMOTRIZ caracterizado por comprender, como mínimo un MÓDULO CONVERTIDOR compuesto al menos por los siguientes elementos:

• BOYA (1).

• CÁMARA DE ESTABILIDAD (2), anclada al fondo marino.

• BARRA CONVERTI DORA (3) de la energía undimotriz en energía eléctrica y mecánica. Y todos estos elementos configurados de manera que la Boya, que se mueve en sentido vertical y alternativo, siguiendo el perfil de la ola, crea un flujo de energía mecánica que arrastra, con un movimiento lineal, un conjunto formado por el Oscilador (3.1.2) del GENERADOR ELÉCTRICO LINEAL (3.1) y el Pistón (3.2.2) de una BOMBA DE ALTA PRESIÓN (3.2), mecánica, alternativa, de doble acción.

• La Boya es una cámara estanca que se caracteriza porque una de sus dos cámaras puede ser inundada y lastrada con agua de mar cuando se presente la GALERNA o la CICLOGÉNESIS EXPLOSIVA (que siempre, antes o después, acaban presentándose), de forma que la referida Boya pueda ser llevada a una zona en la que el embate de las olas superficiales no suponga peligro para la integridad del Módulo Convertidor. Una vez recuperada la calma, la Boya será deslastrada y restituida a su posición de trabajo.

• La Cámara de Estabilidad es, como la anterior, una cámara estanca, autosoportante, atravesada de arriba abajo por la Barra Convertidora (3). Dicha Cámara permanece flotando, en una posición fija, en medio de la columna de agua, anclada mediante CABLES DE ACERO (2.1) a sus correspondientes "MUERTOS” (2.2) depositados en el fondo marino.

Esta Cámara de Estabilidad estará sumergida en la columna de agua a una distancia tal del nivel medio del mar que, la aparición de la ola de máxima altura, registrada en la zona no suponga esfuerzo alguno que pueda afectar a la integridad del Módulo Convertidor, tanto en situación de pleamar o bajamar.

✓ CÁMARA DE CONTROL Y TRATAMIENTO DE LA ENERGÍA (3.1.1).

✓ CÁMARA ESTATÓRICA (3.1.2).

✓ CILINDRO DE LA BOMBA DE PISTON (3.2.1).

En la parte móvil, y coincidiendo con el eje de la Barra Convertidora, se encuentra el Vástago (1.2) al que están unidos solidariamente la Cámara del Oscilador (3.1.3) que forma parte del GENERADOR ELÉCTRICO y el Pistón (3.2.2) que forma parte del EQUIPO DE BOMBEO DE ALTA PRESIÓN.

En el Módulo Convertidor se encuentran presentes los Sistemas siguientes:

✓ SISTEMA DE GENERACIÓN ELÉCTRICA.

✓ SISTEMA DE BOMBEO DE ALTA PRESIÓN.

En este Módulo Convertidor se encuentran también presentes un conjunto de SISTEMAS que hacen posible el funcionamiento de los dos sistemas anteriores, sin alguno de los cuales se produciría el colapso de la instalación. Estos sistemas son los siguientes:

✓ SISTEMA DE DEVANADOS ESTATÓRICOS MÚLTIPLES.

✓ SISTEMA DE DETECCIÓN DE LA POTENCIA DEL FRENTE DE LA OLA.

✓ SISTEMA DE PROTECCIÓN DEL MÓDULO CONTRA INVERSIONES DE CORRIENTE.

✓ SISTEMA DE COMUNICACIÓN DE SEÑALES ENTRE MÓDULO Y CENTRAL.

✓ SISTEMA DE CONTROL AUTOMATIZADO DEL MÓDULO.

✓ SISTEMA DE EQUILIBRADO DE PRESIONES EN LOS ENCAPSULADOS.

✓ SISTEMA DE TRANSMISIÓN DEL MOVIMIENTO DE LA BOYA AL OSCILADOR.

✓ SISTEMA DE PROTECCIÓN ACTIVA DEL MÓDULO CONVERTIDOR.

✓ SISTEMA DE RUPTURA DE LA TRANSMISIÓN.

✓ SISTEMA DE LIMPIEZA DE LAS SUPERFICIES DE LOS ENCAPSULADOS.

✓ SISTEMA DE ADAPTACIÓN DE LA CORRIENTE ELÉCTRICA TRIFÁSICA GENERADA A LAS NECESIDADES DE LA RED.

✓ SISTEMA DE RECIRCULACIÓN DE LA BOMBA DE ALTA PRESIÓN.

SISTEMA DE GENERACIÓN ELÉCTRICA.

El SISTEMA DE GENERACIÓN DE ELECTRICIDAD lo constituye un GENERADOR ELÉCTRICO, LINEAL^ AXILSIMÉTRICO, DE OSCILADOR BOBINADO Y DE MÚLTIPLES DEVANADOS ESTATÓRICOS, situado en posición vertical dentro de la Barra Convertidora, formado por 2 (dos) partes principales: el ESTATOR (3.1.2) y el OSCILADOR (3.1.3), que se mueve de forma lineal, en sentido ascendente y descendente, siguiendo el eje del Módulo Convertidor.

Tanto el Estator como el Oscilador, se encuentran encapsulados en cámaras totalmente independientes una de otra, la Cámara Estatórica (3.1.2.0) y la Cámara del Oscilador (3.1.3.0), rellenadas con un líquido dieléctrico, biodegradable, no perjudicial para el medio ambiente y que facilite la dispersión del calor producida en las bobinas tanto del Estator como las de los electroimanes del Oscilador.

De esta forma, cuando la Boya se mueve, siguiendo la curva de la ola, el Oscilador se mueve por el eje del Estator y los Electroimanes de Inducción crean unos circuitos magnéticos que, al cerrarse a través de las Bobinas del devanado seleccionado, originan en ellas una corriente eléctrica cuyo sentido se mantiene hasta que el Oscilador finaliza su recorrido en ese sentido, momento que coincide con el instante en que la Boya finaliza el suyo. Cuando la Boya inicia el cambio, lo hace también el Oscilador y la corriente eléctrica cambia de sentido.

SISTEMA DE DEVANADOS ESTATÓRICOS MÚLTIPLES.

SISTEMA DE DETECCIÓN DE LA POTENCIA DEL FRENTE DE LA OLA.

Dada la existencia de los llamados "TRENES DE OLAS” y la necesidad de mantener constante la tensión de salida de la máquina, adecuando la potencia generada a la que presente en ese momento determinado la ola que está actuando sobre la Boya, se dispone en la Barra Convertidora de una serie de sensores que detectan la amplitud máxima que alcanza una ola así como la velocidad de ascenso y descenso de la Boya, y en función de esos valores y mediante el algoritmo diseñado al efecto, se selecciona, gracias a un conmutador estático, el devanado que va a tratar esa ola y, simultáneamente, se fija la intensidad de la corriente de inducción que debe hacerse pasar por los electroimanes del Oscilador para que produzcan el flujo magnético adecuado y se mantenga la tensión de salida del Generador dentro de los parámetros fijados.

Como cualquier generador eléctrico, que debe mantener constantes unos determinados parámetros (tensión, en nuestro caso), es necesario controlar la intensidad de los campos electromagnéticos producidos en los electroimanes, razón por la cual se dispone un sistema de generación de corriente continua auxiliar y su elemento de regulación que estará regido por un autómata controlado por el algoritmo diseñado al efecto.

SISTEMA DE SELECCIÓN DE LOS ELECTROIMANES QUE DEBEN SER ENERGIZADOS.

SISTEMA DE PROTECCIÓN DEL MÓDULO CONTRA INVERSIONES DE CORRIENTE.

SISTEMA DE COMUNICACIÓN DE SEÑALES ENTRE MÓDULO Y CENTRAL.

SISTEMA DE CONTROL AUTOMATIZADO DEL MÓDULO.

SISTEMA DE EQUILIBRADO DE PRESIONES EN LOS ENCAPSULADOS.

Para evitar desequilibrios entre la presión de la columna de agua de mar y la del líquido que inunda los compartimentos de las Cámaras de la Barra Convertidora, la Cámara Estatórica (3.1.2.0) y la Cámara del Oscilador (3.1.3.0), se ha dispuesto un Sistema de equilibrado presiones, compuesto por un conjunto de vasos comunicantes y un depósito de expansión. SISTEMA DE TRANSMISIÓN DEL MOVIMIENTO DE LA BOYA AL INTERIOR DE LA BARRA CONVERTIDORA.

Este elemento de transmisión puede ser de 2 tipos:

SISTEMA DE TRANSMISIÓN TIPO “A”.

La unión entre la Boya (1) y el Vástago (1.2) se realiza mediante 2 barras de acero, articuladas con Juntas CARDAN, que las une y hace solidarios a la Boya y al Pistón de la bomba con el Vástago de la máquina.

SISTEMA DE TRANSMISIÓN TIPO “B”.

Con este sistema la Boya obligará al Oscilador y al Pistón a seguir sus movimientos tanto en el sentido de subida como de bajada, como en el caso anterior, con la diferencia de que ahora la fuerza de descenso del Oscilador y del Pistón dependerá, única y exclusivamente de las fuerzas gravitatorias que sobre él actúen.

SISTEMA DE PROTECCIÓN ACTIVA DEL MÓDULO CONVERTIDOR.

El Módulo Convertidor de energía undimotriz descrito estará dotado de un SISTEMA DE PROTECCIÓN activa contra las condiciones extraordinarias de un mar embravecido. El procedimiento consiste, dadas las características de estanqueidad de la Boya, en inundar su Cámara de aire (1.0.1) con agua de mar (previo corte de la corriente de alimentación a los Electroimanes) mediante la apertura de la Válvula de inundación (1.0.2) y de la Válvula de Salida de aire (1.0.3) de la que va provista, hundiéndose entonces hasta llevar a la referida Boya a una profundidad en la que las olas dejen de constituir un peligro para la integridad del Módulo Convertidor. Cuando las condiciones peligrosas hayan desaparecido, se inyectará aire en la parte inundable mediante la apertura de la Válvula de Llenado de aire (1.0.4), desplazando, a través de la apertura de la Válvula de Inundación (1.0.2), el agua que la inundaba y la mantenía sumergida flotando dentro de la columna de agua para que alcance de nuevo su disposición de trabajo.

SISTEMA DE RUPTURA DE LA TRANSMISIÓN BOYA-OSCILADOR.

En previsión de aparición de esfuerzos extraordinarios que puedan romper el Módulo, el elemento de transmisión (1.1) entre la Boya y el Oscilador y el Pistón incorporará un elemento (1.3) cuya carga de ruptura será inferior a la del cable, cadena o barra de acero, que enlaza ambos elementos, para que en caso necesario pueda romper en ese punto.

En caso de ruptura de este fusible mecánico (1.3) la Boya será inundada totalmente, lo que provocará su hundimiento con lo que se evitará cualquier peligro para la navegación.

SISTEMA DE LIMPIEZA DE LAS SUPERFICIES DE LOS ENCAPSULADOS.

Aunque las superficies de los componentes que van a estar en contacto con el medio marino serán tratados con productos germicidas que eviten la proliferación de organismos, se ha dispuesto de un sistema de limpieza que impidan la aparición de colonias de estos seres en aquellos puntos susceptibles de causar daños en el equipo o disminución en su rendimiento. Este Sistema estará constituido por unos rascadores, unos elementos que, fijados a la estructura del Estator, que barren la superficie del Oscilador.

SISTEMA DE BOMBEO Y PRESURIZACIÓN.

Por el interior del Cilindro que constituye la Cámara de aspiración-impulsión de la Bomba, se mueve un Pistón (3.2.2) de doble acción, pistón, que se encuentra unido solidariamente al Vástago (1.2) que acciona el Oscilador del GENERADOR LINEAL, y que es arrastrado por las fuerzas gravitacionales o de flotabilidad que actúan sobre la Boya (1) y el conjunto móvil de la Barra Convertidora (3) de forma que, cuando la Boya se encuentre en la cresta de la ola y comience a descender, la cámara de aspiración de la bomba estará en la parte superior del Cilindro y al otro lado del Pistón tendremos la cámara de impulsión y por el contrario, cuando la Boya se encuentre en el valle de la ola y comience su ascenso, dichas cámaras intercambiarán su posición.

SISTEMA DE RECIRCULACIÓN.

Como quiera que el referido Pistón se moverá solidariamente con el Oscilador del Generador (que está produciendo electricidad), para evitar que la Bomba impulse el agua cuando ésta no se necesite, un conjunto de detectores de nivel y presostatos actuarán sobre la Válvula de Recirculación y Regulación (9.1.1) permitiendo y regulando, si fuere necesario, el flujo del agua bombeada.

2. SISTEMA DE GENERACIÓN DE ENERGÍA ELÉCTRICA Y MECÁNICA A PARTIR DE LA ENERGÍA UNDIMOTRIZ según Reivindicación 1, caracterizado porque la Barra Convertidora (3) se mantiene en posición vertical soportada por la Cámara de Estabilidad (2).

3. SISTEMA DE GENERACIÓN DE ENERGÍA ELÉCTRICA Y MECÁNICA A PARTIR DE LA ENERGÍA UNDIMOTRIZ según Reivindicación 1 caracterizado por utilizar, en el interior de la Barra Convertidora, un Sistema de Generación de Energía Eléctrica constituido por un Generador Eléctrico de tipo Lineal que utiliza Electroimanes de Inducción (3.1.3.1) y Múltiples devanados estatóricos.

4. SISTEMA DE GENERACIÓN DE ENERGÍA ELÉCTRICA Y MECÁNICA A PARTIR DE LA ENERGÍA UNDIMOTRIZ según Reivindicaciones 1 y 3, caracterizado porque el Estator (3.1.2) del Generador Eléctrico de tipo Lineal, está compuesto por un NÚCLEO ESTATÓRICO (3.1.2.1) de chapas de acero laminado que dispone de unas ranuras dentro de las cuales se insertan las BOBINAS (3.1.2.2) que constituyen los distintos devanados del inducido.

5. SISTEMA DE GENERACIÓN DE ENERGÍA ELÉCTRICA Y MECÁNICA A PARTIR DE LA ENERGÍA UNDIMOTRIZ según Reivindicaciones 1 y 3, caracterizado porque el Oscilador (3.1.3) del Generador Eléctrico de tipo Lineal está compuesto por un conjunto de ELECTROIMANES DE INDUCCIÓN (3.1.3.1) montados sobre una estructura tubular.

6. SISTEMA DE GENERACIÓN DE ENERGÍA ELÉCTRICA Y MECÁNICA A PARTIR DE LA ENERGÍA UNDIMOTRIZ según reivindicaciones 1 y 3, caracterizado porque tanto el Estator como el Oscilador del Generador Eléctrico, se encuentran encapsulados en cámaras totalmente independientes una de otra, la Cámara Estatórica (3.1.2.0) y la Cámara del Oscilador (3.1.3.0), rellenadas con un líquido dieléctrico, biodegradable, no perjudicial para el medio ambiente y que facilite la dispersión del calor producida en las bobinas tanto del Estator como las de los electroimanes del Oscilador.

7. SISTEMA DE GENERACIÓN DE ENERGÍA ELÉCTRICA Y MECÁNICA A PARTIR DE LA ENERGÍA UNDIMOTRIZ según Reivindicaciones 1, 3 y 4, caracterizado porque el Estator del Generador Eléctrico alberga un conjunto de múltiples devanados, independientes unos de otros, y cuya selección y entrada en funcionamiento estará en función de las características de la ola (Altura significativa "Hs” y Periodo "T”).

8. SISTEMA DE GENERACIÓN DE ENERGÍA ELÉCTRICA Y MECÁNICA A PARTIR DE LA ENERGÍA UNDIMOTRIZ según Reivindicación 1 caracterizado por disponer, en el interior de la Barra Convertidora, un Sistema de Detección de la Potencia del Frente de Ola constituido por un sensor de posicionamiento del Oscilador y un sensor de velocidad, de cuyos datos y, en tiempo real, se obtiene el punto que fija la elección del devanado estatórico que debe ser inducido y la intensidad que debe energizar los Electroimanes del Oscilador y la intensidad del campo magnético que deben crear.

9. SISTEMA DE GENERACIÓN DE ENERGÍA ELÉCTRICA Y MECÁNICA A PARTIR DE LA ENERGÍA UNDIMOTRIZ según Reivindicación 1, caracterizado por disponer, en el interior de la Barra Convertidora, un Sistema de Producción de Corriente Continua y regulación de la misma para su inyección en los Electroimanes del Oscilador.

10. SISTEMA DE GENERACIÓN DE ENERGÍA ELÉCTRICA Y MECÁNICA A PARTIR DE LA ENERGÍA UNDIMOTRIZ según Reivindicaciones 1 y 6, caracterizado por disponer, en el interior de la Barra Convertidora, un Sistema de Selección de los Electroimanes que deben ser energizados, constituido por un conjunto de interruptores de posicionamiento del Oscilador con relación al Estator y que mandan su señal al autómata programable (PLC) situado en la Cámara (3.1.4) estanca del Oscilador.

11. SISTEMA DE GENERACIÓN DE ENERGÍA ELÉCTRICA Y MECÁNICA A PARTIR DE LA ENERGÍA UNDIMOTRIZ según Reivindicación 1 caracterizado por disponer, en el interior de la Barra Convertidora, un Sistema de Conversión de la corriente eléctrica generada, formado por rectificadores, diodos, tiristores, transistores, onduladores y transformadores, que adaptarán la corriente eléctrica creada en las bobinas del Estator a las condiciones de tensión y frecuencia deseadas para su transporte hasta la SALA ELÉCTRICA Y DE CONTROL de la Subestación de la Planta.

12. SISTEMA DE GENERACIÓN DE ENERGÍA ELÉCTRICA Y MECÁNICA A PARTIR DE LA ENERGÍA UNDIMOTRIZ según Reivindicación 1 caracterizado por disponer, en el interior de la Barra Convertidora, un Sistema de Protección contra inversiones de corriente, lo que sucedería en el caso de que la potencia del frente de ola fuese inferior a la potencia que tratase de producir el Generador.

13. SISTEMA DE GENERACIÓN DE ENERGÍA ELÉCTRICA Y MECÁNICA A PARTIR DE LA ENERGÍA UNDIMOTRIZ según Reivindicación 1 caracterizado por disponer, en el interior de la Barra Convertidora, un Sistema de Comunicaciones entre Módulo Convertidor y Sala Eléctrica constituido por un modem de comunicaciones que contendrá los módulos de entrada y salida de señales analógicas y digitales procedentes o dirigidas a la Subestación.

14. SISTEMA DE GENERACIÓN DE ENERGÍA ELÉCTRICA Y MECÁNICA A PARTIR DE LA ENERGÍA UNDIMOTRIZ según Reivindicación 1 caracterizado por disponer, en el interior de la Barra Convertidora, un Sistema de Control automatizado del Módulo Convertidor constituido por un ordenador que contendrá el algoritmo de control del Módulo Convertidor, y que formará parte de un Sistema de Control Distribuido, cuyo SCADA (Sistema de Control y Adquisición de Datos) estará situado en el Edificio eléctrico de la Subestación.

15. SISTEMA DE GENERACIÓN DE ENERGÍA ELÉCTRICA Y MECÁNICA A PARTIR DE LA ENERGÍA UNDIMOTRIZ según Reivindicación 1 caracterizado por disponer, en el interior de la Barra Convertidora, un Sistema de equilibrado de presiones en el encapsulado de la Cámara Estatórica (3.1.2.0) y en la Cámara del Oscilador (3.1.3.0), compuesto por un conjunto de vasos comunicantes y un depósito de expansión.

16. SISTEMA DE GENERACIÓN DE ENERGÍA ELÉCTRICA Y MECÁNICA A PARTIR DE LA ENERGÍA UNDIMOTRIZ según Reivindicación 1 caracterizado por el Sistema de transmisión del movimiento de la boya al Vástago.

La transmisión de energía entre la Boya y el Vástago se realiza mediante un elemento (1.1), cable o barra de acero, pero que, en cualquier caso, transmite su movimiento siempre de modo lineal.

Este elemento de transmisión puede ser de 2 tipos:

SISTEMA DE TRANSMISIÓN TIPO “A”.

La unión entre la Boya (1) y el Vástago (1.2) del Oscilador se realiza mediante tres barras de acero, articuladas con Juntas CARDAN, que las une y hace solidarios la Boya y el Vástago. SISTEMA DE TRANSMISIÓN TIPO “B”.

La unión entre la Boya (1) y el Vástago (1.2) se realiza mediante CABLE o CADENA DE ACERO.

17. SISTEMA DE GENERACIÓN DE ENERGÍA ELÉCTRICA Y MECÁNICA A PARTIR DE LA ENERGÍA UNDIMOTRIZ según Reivindicación 1 caracterizado por el Sistema de protección activa del Módulo Convertidor consistente en una serie de dispositivos (aire comprimido, electroválvulas, válvulas, presostatos, válvulas de seguridad, etc.,) que permitirán inundar la parte de la Boya diseñada a este efecto y llevarla a una posición segura y que pueda evacuar el agua de lastrado y llevarla a su posición de trabajo, una vez desaparecido el peligro.

18. SISTEMA DE GENERACIÓN DE ENERGÍA ELÉCTRICA Y MECÁNICA A PARTIR DE LA ENERGÍA UNDIMOTRIZ según Reivindicación 1 caracterizado por el Sistema de ruptura de la transmisión Boya-Vástago en caso de riesgo extremo para el Módulo para lo cual el elemento de transmisión (1.1) entre la Boya y el Vástago (1.2) incorporará un elemento (1.4) cuya carga de ruptura será inferior a la del cable, cadena o barra de acero, que enlaza ambos elementos, para que en caso necesario pueda romper en ese punto.

19. SISTEMA DE GENERACIÓN DE ENERGÍA ELÉCTRICA Y MECÁNICA A PARTIR DE LA ENERGÍA UNDIMOTRIZ según Reivindicación 1 caracterizado por el Sistema de limpieza de las superficies de los encapsulados compuesto por rascadores que actúen sobre dichas superficies.

20. SISTEMA DE GENERACIÓN DE ENERGÍA ELÉCTRICA Y MECÁNICA A PARTIR DE LA ENERGÍA UNDIMOTRIZ según Reivindicación 1 caracterizado porque el Oscilador del generador eléctrico y el Pistón de la bomba son solidarios y unidos por el mismo Vástago (1.2).

21. SISTEMA DE GENERACIÓN DE ENERGÍA ELÉCTRICA Y MECÁNICA A PARTIR DE LA ENERGÍA UNDIMOTRIZ según Reivindicación 1 caracterizado porque el SISTEMA DE BOMBEO (3.2) tiene una VÁLVULA DE RECIRCULACIÓN (9.1.1).