ES2902624T3 - Sistema de almacenamiento de energía submarino - Google Patents

Sistema de almacenamiento de energía submarino Download PDF

Info

Publication number
ES2902624T3
ES2902624T3 ES18839926T ES18839926T ES2902624T3 ES 2902624 T3 ES2902624 T3 ES 2902624T3 ES 18839926 T ES18839926 T ES 18839926T ES 18839926 T ES18839926 T ES 18839926T ES 2902624 T3 ES2902624 T3 ES 2902624T3
Authority
ES
Spain
Prior art keywords
tank
water
energy
storage system
working liquid
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
ES18839926T
Other languages
English (en)
Inventor
Wouter Prins
Rooij Marijn Van
Antonios Vakis
Bayu Jayawardhana
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Rijksuniversiteit Groningen
Original Assignee
Rijksuniversiteit Groningen
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Rijksuniversiteit Groningen filed Critical Rijksuniversiteit Groningen
Application granted granted Critical
Publication of ES2902624T3 publication Critical patent/ES2902624T3/es
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F03—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F03B—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS
    • F03B13/00—Adaptations of machines or engines for special use; Combinations of machines or engines with driving or driven apparatus; Power stations or aggregates
    • F03B13/06—Stations or aggregates of water-storage type, e.g. comprising a turbine and a pump
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F03—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F03B—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS
    • F03B13/00—Adaptations of machines or engines for special use; Combinations of machines or engines with driving or driven apparatus; Power stations or aggregates
    • F03B13/12—Adaptations of machines or engines for special use; Combinations of machines or engines with driving or driven apparatus; Power stations or aggregates characterised by using wave or tide energy
    • F03B13/14—Adaptations of machines or engines for special use; Combinations of machines or engines with driving or driven apparatus; Power stations or aggregates characterised by using wave or tide energy using wave energy
    • F03B13/16—Adaptations of machines or engines for special use; Combinations of machines or engines with driving or driven apparatus; Power stations or aggregates characterised by using wave or tide energy using wave energy using the relative movement between a wave-operated member, i.e. a "wom" and another member, i.e. a reaction member or "rem"
    • F03B13/18—Adaptations of machines or engines for special use; Combinations of machines or engines with driving or driven apparatus; Power stations or aggregates characterised by using wave or tide energy using wave energy using the relative movement between a wave-operated member, i.e. a "wom" and another member, i.e. a reaction member or "rem" where the other member, i.e. rem is fixed, at least at one point, with respect to the sea bed or shore
    • F03B13/1845—Adaptations of machines or engines for special use; Combinations of machines or engines with driving or driven apparatus; Power stations or aggregates characterised by using wave or tide energy using wave energy using the relative movement between a wave-operated member, i.e. a "wom" and another member, i.e. a reaction member or "rem" where the other member, i.e. rem is fixed, at least at one point, with respect to the sea bed or shore and the wom slides relative to the rem
    • F03B13/187—Adaptations of machines or engines for special use; Combinations of machines or engines with driving or driven apparatus; Power stations or aggregates characterised by using wave or tide energy using wave energy using the relative movement between a wave-operated member, i.e. a "wom" and another member, i.e. a reaction member or "rem" where the other member, i.e. rem is fixed, at least at one point, with respect to the sea bed or shore and the wom slides relative to the rem and the wom directly actuates the piston of a pump
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F03—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F03D—WIND MOTORS
    • F03D9/00—Adaptations of wind motors for special use; Combinations of wind motors with apparatus driven thereby; Wind motors specially adapted for installation in particular locations
    • F03D9/008—Adaptations of wind motors for special use; Combinations of wind motors with apparatus driven thereby; Wind motors specially adapted for installation in particular locations the wind motor being combined with water energy converters, e.g. a water turbine
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F03—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F03D—WIND MOTORS
    • F03D9/00—Adaptations of wind motors for special use; Combinations of wind motors with apparatus driven thereby; Wind motors specially adapted for installation in particular locations
    • F03D9/10—Combinations of wind motors with apparatus storing energy
    • F03D9/17—Combinations of wind motors with apparatus storing energy storing energy in pressurised fluids
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05B—INDEXING SCHEME RELATING TO WIND, SPRING, WEIGHT, INERTIA OR LIKE MOTORS, TO MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS COVERED BY SUBCLASSES F03B, F03D AND F03G
    • F05B2240/00—Components
    • F05B2240/90—Mounting on supporting structures or systems
    • F05B2240/95—Mounting on supporting structures or systems offshore
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05B—INDEXING SCHEME RELATING TO WIND, SPRING, WEIGHT, INERTIA OR LIKE MOTORS, TO MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS COVERED BY SUBCLASSES F03B, F03D AND F03G
    • F05B2240/00—Components
    • F05B2240/90—Mounting on supporting structures or systems
    • F05B2240/97—Mounting on supporting structures or systems on a submerged structure
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05B—INDEXING SCHEME RELATING TO WIND, SPRING, WEIGHT, INERTIA OR LIKE MOTORS, TO MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS COVERED BY SUBCLASSES F03B, F03D AND F03G
    • F05B2260/00—Function
    • F05B2260/42—Storage of energy
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05B—INDEXING SCHEME RELATING TO WIND, SPRING, WEIGHT, INERTIA OR LIKE MOTORS, TO MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS COVERED BY SUBCLASSES F03B, F03D AND F03G
    • F05B2260/00—Function
    • F05B2260/42—Storage of energy
    • F05B2260/422—Storage of energy in the form of potential energy, e.g. pressurized or pumped fluid
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/20—Hydro energy
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/30—Energy from the sea, e.g. using wave energy or salinity gradient
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/70—Wind energy
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/70—Wind energy
    • Y02E10/72—Wind turbines with rotation axis in wind direction
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/70—Wind energy
    • Y02E10/727—Offshore wind turbines
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/16—Mechanical energy storage, e.g. flywheels or pressurised fluids
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E70/00—Other energy conversion or management systems reducing GHG emissions
    • Y02E70/30—Systems combining energy storage with energy generation of non-fossil origin

Abstract

Un sistema de toma de fuerza y almacenamiento (10) que comprende: - un sistema de toma de fuerza (50, 70); y - un sistema de almacenamiento de energía submarino (30) para almacenar energía debajo de la superficie (3) de un cuerpo de agua (1), en donde el sistema de almacenamiento de energía submarino comprende una estructura del depósito (5; 105), que comprende una estructura de base (6) por donde la estructura del depósito descansa en el fondo (4) del cuerpo de agua, y en donde la estructura del depósito comprende un depósito de presurización (7A, 7B) y un depósito de despresurización (8A, 8B), cada uno de los cuales se mantiene con relación a dicha estructura de base, y cada uno de los cuales contiene un líquido de trabajo (9) separado del agua (2) del cuerpo de agua, y en donde el depósito de presurización (7A, 7B) contiene el líquido de trabajo (9) debajo de la superficie (3) del cuerpo de agua, y en donde el depósito de presurización (7A, 7B) tiene una estructura de pared deformable (17A, 17B) y se dispone y configura para presurizar el líquido de trabajo (9) contenido dentro del depósito de presurización por deformación de la estructura de pared deformable bajo la influencia de la presión hidróstática del agua (2) que actúa sobre la estructura de pared deformable, y en donde el depósito de despresurización (8A, 8B) tiene una estructura de pared rígida (6, 14, 18A, 18B) dispuesta y configurada para proteger el líquido de trabajo (9) dentro del depósito de despresurización de la presurización bajo la influencia de la presión hidrostática del agua (2), y en donde el sistema de almacenamiento de energía submarino (30) comprende además un subsistema de almacenamiento de energía (11A, 11B) configurado para almacenar energía mediante el aumento del potencial energía del líquido de trabajo (9) dentro de la estructura del depósito al desplazar parte del líquido de trabajo del depósito de despresurización al depósito de presurización, así como también un subsistema de recuperación de energía (12A, 12B) configurado para recuperar la energía almacenada mediante la disminución de la energía potencial del líquido de trabajo dentro de la estructura del depósito al liberar parte del líquido de trabajo para que fluya desde el depósito de presurización al depósito de despresurización; caracterizado porque: - el depósito de despresurización (8A, 8B) mantiene el líquido de trabajo (9) debajo de la superficie (3) del cuerpo de agua; y - el sistema de toma de fuerza descansa en el fondo (4) del cuerpo de agua (1) junto a la estructura de base (6) de la estructura del depósito (5) del sistema de almacenamiento de energía submarino (30).

Description

DESCRIPCIÓN
Sistema de almacenamiento de energía submarino
La invención se refiere a un sistema de toma de fuerza y almacenamiento que comprende:
- un sistema de toma de fuerza; y
- un sistema de almacenamiento de energía submarino para almacenar energía debajo de la superficie de un cuerpo de agua.
En el presente contexto se observa que el término "cuerpo de agua", como se usa a lo largo del presente documento, se refiere a un mar, un océano, un canal, u otra cuenca de agua similarmente vasta.
Además, en el presente documento, un sistema de almacenamiento de energía submarino a veces se abrevia como "sistema UW-ES".
Un sistema de almacenamiento de energía submarino para almacenar energía debajo de la superficie de un cuerpo de agua se conoce, por ejemplo, a partir de la Figura 1A del documento WO20 15053615A1.
Cabe señalar además que el documento CA2467287A1 describe de un sistema de toma de fuerza y almacenamiento de acuerdo con la parte precaracterizante de la reivindicación independiente 1 adjunta.
Es un objeto de la presente invención proporcionar al menos un sistema de almacenamiento de energía submarino alternativo, que proporciona mejoras sobre los sistemas de almacenamiento de energía submarinos conocidos.
A tal efecto, la invención proporciona un sistema de toma de fuerza y almacenamiento de acuerdo con la reivindicación independiente 1 adjunta. Las modalidades preferidas de invención se proporcionan en las reivindicaciones dependientes 2-4 adjuntas.
Por tanto, la invención proporciona un sistema de toma de fuerza y almacenamiento que comprende:
- un sistema de toma de fuerza; y
- un sistema de almacenamiento de energía submarino para almacenar energía debajo de la superficie de un cuerpo de agua, en donde el sistema de almacenamiento de energía submarino comprende una estructura del depósito, que comprende una estructura de base por la cual la estructura del depósito descansa en el fondo del cuerpo de agua, y donde la estructura del depósito comprende un depósito de presurización y un depósito de despresurización, cada uno de los cuales se mantiene en relación con dicha estructura de base, y cada uno de los cuales contiene un líquido de trabajo separado del agua del cuerpo de agua, y en donde el depósito de presurización contiene el líquido de trabajo debajo del superficie del cuerpo de agua, y en donde el depósito de presurización tiene una estructura de pared deformable y se dispone y configura para presurizar el líquido de trabajo contenido dentro del depósito de presurización mediante la deformación de la estructura de la pared deformable bajo la influencia de la presión hidrostática del agua que actúa sobre la estructura de pared, y en donde el depósito de despresurización tiene una estructura de pared rígida dispuesta y configurada para proteger el líquido de trabajo dentro del depósito de despresurización de la presurización bajo la influencia de la presión hidrostática del agua, y en donde el sistema de almacenamiento de energía submarino comprende además un subsistema de almacenamiento de energía configurado para almacenar energía por medio de aumentar la energía potencial del líquido de trabajo dentro de la estructura del depósito al desplazar parte del líquido de trabajo del depósito de despresurización al depósito de presurización, así como también un subsistema de recuperación de energía configurado para recuperar la energía almacenada por medio de la disminución de la energía potencial del líquido de trabajo dentro de la estructura del depósito al liberar parte del líquido de trabajo para que fluya desde el depósito de presurización al depósito de despresurización;
caracterizado porque:
- el depósito de despresurización mantiene el líquido de trabajo debajo de la superficie del cuerpo de agua; y - el sistema de toma de fuerza descansa en el fondo del cuerpo de agua junto a la estructura de base de la estructura del depósito del sistema de almacenamiento de energía submarino.
En comparación con el sistema de almacenamiento de energía submarino conocido de la Figura 1A del documento WO2015053615A1, el actual sistema UW-ES del presente sistema de toma de fuerza y almacenamiento de acuerdo con la presente invención tiene una estructura del depósito diferente. Las principales diferencias son que la estructura del depósito del actual sistema UW-ES tiene la estructura de base por la cual descansa en el fondo del cuerpo de agua, y que tiene el depósito de presurización con su estructura de pared deformable. Gracias a estas diferencias, a la hora de almacenar y recuperar energía potencial, el actual sistema UW-ES es capaz de aprovechar la presión hidrostática, que está naturalmente disponible en el agua del cuerpo de agua, y que actúa sobre la estructura deformable de la pared del depósito de presurización. Gracias a la presión hidrostática, que es muy poderosa cerca del fondo del cuerpo de agua en el que descansa la estructura del depósito, la estructura del depósito del actual sistema UW-ES se puede construir significativamente más compacta y significativamente más barata que la estructura del depósito del sistema conocido de la Figura 1Adel documento WO2015053615A1. Después de todo, dicho sistema conocido tiene el depósito superior 2 y el depósito inferior 3, que son relativamente voluminosos. La razón por la que son voluminosos es que en dicho sistema conocido solo la presión hidrostática del propio líquido de trabajo interviene en el almacenamiento y recuperación de la energía potencial. Dicho sistema conocido no usa en absoluto la presión hidrostática mucho más alta del agua del cuerpo de agua.
Cabe señalar que se conocen otros sistemas que usan el agua de un cuerpo de agua como líquido de trabajo que a disparar para almacenar y recuperar energía potencial. En ese sentido, estos otros sistemas conocidos hacen uso de la presión hidrostática del agua del cuerpo de agua. Sin embargo, estos otros sistemas conocidos tienen la desventaja de que el agua de un cuerpo de agua contaminará las partes estructurales de estos sistemas. En el sistema UW-ES de acuerdo con la presente invención, por otro lado, el líquido de trabajo es un líquido de trabajo acondicionado, ya que se mantiene separado del agua no acondicionada del cuerpo de agua.
Se observa además que el sistema de toma de fuerza y almacenamiento de acuerdo con la invención proporciona al menos cimientos compartidos en el fondo del cuerpo de agua tanto para el sistema de almacenamiento de energía submarino como para el sistema de toma de fuerza. Esto proporciona sinergia con respecto a los costos totales de instalación y mantenimiento de ambos sistemas.
En una modalidad preferible de la invención, el sistema de almacenamiento de energía submarino comprende además una estructura de conducto de aire, que se dispone y configura para proporcionar flujo de aire entre el depósito de despresurización y un espacio de aire por encima de la superficie del cuerpo de agua. Gracias a la estructura del conducto de aire, es posible lograr que la presión del aire dentro del depósito de despresurización permanezca sustancialmente en el nivel de presión atmosférica durante los muchos desplazamientos de porciones del líquido de trabajo desde el depósito de despresurización al depósito de presurización, y viceversa. Opcionalmente, es posible proporcionar a la estructura del conducto de aire medios de válvula controlables y/o dispositivos de desplazamiento de aire controlables para controlar la presión del aire dentro del depósito de despresurización para que esté en varios otros niveles de presión, si se desea.
En otra modalidad preferible de la invención, el sistema de toma de fuerza y almacenamiento se configura para almacenar, a través de dicho subsistema de almacenamiento de energía, la energía proporcionada por dicho sistema de toma de fuerza. Esto proporciona una mayor sinergia con respecto a los costos totales de instalación y mantenimiento de ambos sistemas.
En otra modalidad preferible de la invención, el sistema de toma de fuerza del sistema de toma de fuerza y almacenamiento es una turbina eólica. Dado que una turbina eólica requiere cimientos relativamente firmes, se aprovechan al máximo las sinergias antes mencionadas con respecto a los costos de instalación de ambos sistemas. En consecuencia, la presente invención permite proporcionar un sistema de turbina eólica compacto combinado con un sistema integrado de almacenamiento de energía in situ. Este sistema combinado de un sistema de turbina eólica y un sistema de almacenamiento de energía no solo tiene costos óptimos de instalación y mantenimiento de los dos sistemas, sino que también proporciona una economía de energía operativa óptima, ya que la energía eólica se puede almacenar justo en el lugar donde se recolecta, generalmente en ubicaciones costa afuera.
Estos y otros aspectos de la invención serán evidentes y se aclararán con referencia a las modalidades descritas a continuación por medio de ejemplos no limitativos solamente y con referencia a las figuras esquemáticas en los dibujos adjuntos.
La Figura 1 muestra, en una vista en sección transversal, un ejemplo de una modalidad de un sistema de toma de fuerza y almacenamiento de acuerdo con la invención.
La Figura 2 muestra, en una vista en sección transversal similar a la de la Figura 1, un ejemplo de una modalidad específica de la estructura de conducto de aire antes mencionada para su uso en sistemas de toma de fuerza y almacenamiento de acuerdo con la invención.
Los signos de referencia usados en las Figuras 1 y 2 se refieren a las partes y aspectos de la invención antes mencionados, así como también a partes y aspectos relacionados, de la siguiente manera.
1 cuerpo de agua
2 agua del cuerpo de agua
3 superficie del cuerpo de agua
4 fondo del cuerpo de agua
5; 105 estructura del depósito
6 estructura de base
7A, 7B depósito de presurización
8A, 8B depósito de despresurización
9 líquido de trabajo
10 sistema de toma de fuerza y almacenamiento
11A, 11B subsistema de almacenamiento de energía
12A, 12B subsistema de recuperación de energía
14; 114 estructura de conducto de aire
15A, 15B conducto de almacenamiento de energía
16A, 16B conducto de recuperación de energía
17A, 17B estructura de pared deformable
18A, 18B estructura de pared rígida
19 sistema de anclaje
21 bomba
22A, 22B turbina
30 sistema de almacenamiento de energía submarino (UW-ES)
50 sistema de toma de fuerza (turbina eólica)
70 sistema de toma de fuerza (extractor de energía de las olas superficiales)
71 flotador
72 línea de elevación
73 estructura de guía de líquidos
En las Figuras 1 y 2 a veces se han usado los mismos números de referencia para partes y aspectos que son similares para las diferentes modalidades de las Figuras 1 y 2.
Con base en la descripción introductoria anterior, que incluye la breve descripción de las figuras de los dibujos, y con base en los signos de referencia explicados anteriormente usados en el dibujo, los ejemplos mostrados de las Figuras 1 y 2 se explican por sí solos en su mayor parte. Se dan las siguientes explicaciones adicionales.
Primero se hace referencia al ejemplo que se muestra en la Figura 1. En el mismo, el sistema de almacenamiento de energía submarino 30 (sistema UW-ES 30) se muestra como parte del sistema de toma de fuerza y almacenamiento 10. El sistema de toma de fuerza y almacenamiento 10 comprende además los dos sistemas de toma de fuerza 50 y 70. El sistema de toma de fuerza 50 es una turbina eólica. El sistema de toma de fuerza 70 es un extractor de energía de las olas superficiales, que se dispone y configura para extraer energía cinética de las olas superficiales del cuerpo de agua 1 de una manera similar a las formas descritas en el documento WO2015053615A1 mencionado anteriormente. En consecuencia, el funcionamiento del extractor de energía de las olas superficiales 70 no se analiza en detalle en la presente descripción. Aquí simplemente se observa que la Figura 1 muestra una pluralidad de flotadores 71, líneas de elevación 72 y estructuras de guía de líquido 73, que son similares a los flotadores 9, líneas de elevación 28 y estructuras de guía de líquido 52, respectivamente, del sistema 1 mostrado en la Figura 3 del documento WO2015053615A1.
La estructura de base 6 de la estructura del depósito 5 del sistema UW-ES 30 es un suelo rígido estanco al agua, que está anclado con relación al fondo 4 del cuerpo de agua 1 mediante el sistema de anclaje 19, como por ejemplo un faldón de anclaje 19.
La estructura del depósito 5 comprende los dos depósitos de presurización (mutuamente similares) 7A y 7B, así como también los dos depósitos de despresurización correspondientes (mutuamente similares) 8A y 8B, respectivamente. Los depósitos de presurización 7A y 7B tienen las estructuras de pared deformables 17A y 17B, respectivamente, que son del tipo de vejiga. Los depósitos de despresurización 8A y 8B tienen las estructuras de pared rígida 18A y 18b , respectivamente. Además, la estructura de base rígida 6 y la estructura de conducto de aire rígido 14 funcionan como partes de las estructuras de pared rígidas de los depósitos de despresurización 8Ay 8B.
Como se ve en la parte inferior izquierda de la Figura 1, el sistema UW-ES 30 comprende además el subsistema de almacenamiento de energía 11Ay el subsistema de recuperación de energía 12A, que corresponden al depósito de presurización 7Ay al depósito de despresurización 8A. Además, como se ve en la parte inferior derecha de la Figura 1, el sistema UW-ES 30 comprende el subsistema de almacenamiento de energía 11B y el subsistema de recuperación de energía 12B, que corresponden al depósito de presurización 7B y al depósito de despresurización 8B.
Como se ve en la parte inferior izquierda de la Figura 1, el subsistema de almacenamiento de energía 11A comprende el conducto de almacenamiento de energía 15A, a través del cual parte del líquido de trabajo 9 puede desplazarse desde el depósito de despresurización 8A al depósito de presurización 7A. Este desplazamiento del líquido de trabajo 9 debe realizarse contra la acción de la presión hidrostática del agua 2 que actúa sobre el depósito de vejiga deformable 7A. La energía para realizar este desplazamiento del líquido de trabajo 9 es proporcionado por la acción del extractor de energía de las olas superficiales 70.
Como se ve además en la parte inferior izquierda de la Figura 1, el subsistema de recuperación de energía 12A comprende el conducto de recuperación de energía 16A y la turbina 22A, a través de la cual parte del líquido de trabajo 9 puede fluir desde el depósito de presurización 7A al depósito de despresurización 8A. Este flujo del líquido de trabajo 9 se crea por la acción de la presión hidrostática del agua 2 que actúa sobre el depósito de vejiga deformable 7A. La turbina 22A sirve para generar energía eléctrica a partir de este flujo del líquido de trabajo 9.
Como se ve en la parte inferior derecha de la Figura 1, el subsistema de almacenamiento de energía 11B comprende el conducto de almacenamiento de energía 15B, a través del cual parte del líquido de trabajo 9 puede desplazarse desde el depósito de despresurización 8B al depósito de presurización 7B. Este desplazamiento del líquido de trabajo 9 debe realizarse contra la acción de la presión hidrostática del agua 2 que actúa sobre el depósito de vejiga deformable 7B. La energía para realizar este desplazamiento del líquido de trabajo 9 es proporcionada por la acción de la bomba 21, que es accionada por la energía proporcionada por la turbina eólica 50.
Como se ve además en la parte inferior derecha de la Figura 1, el subsistema de recuperación de energía 12B comprende el conducto de recuperación de energía 16B y la turbina 22B, a través de la cual parte del líquido de trabajo 9 puede fluir desde el depósito de presurización 7B al depósito de despresurización 8B. Este flujo del líquido de trabajo 9 se crea por la acción de la presión hidrostática del agua 2 que actúa sobre el depósito de vejiga deformable 7B. La turbina 22B sirve para generar energía eléctrica a partir de este flujo del líquido de trabajo 9.
En la situación de la Figura 1, el depósito de presurización 7A se muestra en una condición relativamente expandida, mientras que el otro depósito de presurización 7B se muestra en una condición relativamente colapsada. En correspondencia con ello, el depósito de despresurización 8A contiene una cantidad relativamente pequeña del líquido de trabajo 9, mientras que el otro depósito de despresurización 8B contiene una cantidad relativamente grande del líquido de trabajo 9.
El sistema UW-ES 30 de la Figura 1 tiene la estructura de conducto de aire 14, que se dispone y configura para proporcionar flujo de aire entre los depósitos de despresurización 8A y 8B y un espacio de aire sobre la superficie 3 del cuerpo de agua 1. En el ejemplo de la Figura 1, la estructura de conducto de aire 14 es una estructura de conducto de aire rígida de tipo pozo. El pozo puede usarse para dar acceso al interior de la estructura del depósito 5 para mantenimiento y similares, por ejemplo por medio de un ascensor, escaleras o similares, instalados y fijados en el interior del pozo.
En el ejemplo de la Figura 1, la turbina eólica 50 descansa en el fondo 4 del cuerpo de agua 1. Esto se realiza a través de la estructura de base 6 de la estructura del depósito 5.
Ahora se hace referencia a la Figura 2, que muestra la estructura del conducto de aire 114, que difiere de la estructura del conducto de aire 4 de la Figura 1. La estructura del conducto de aire 114 no es del tipo de pozo rígido. En cambio, la estructura del conducto de aire 114 comprende una manguera flexible, que se mantiene flotando en la superficie 3 del cuerpo de agua 1 mediante una boya.
Si bien la invención se ha descrito e ilustrado en detalle en la descripción anterior y en las figuras de los dibujos, dicha descripción e ilustración deben considerarse de ejemplo y/o ilustrativas y no restrictivas; la invención no se limita a las modalidades descritas.
Por ejemplo, en los ejemplos mostrados, las estructuras de pared deformables del depósito de presurización son del tipo de vejiga. Sin embargo, pueden aplicarse muchas otras estructuras de pared deformables de tal depósito de presurización, tales como, por ejemplo, estructuras de pared deformables que son extensibles y contraíbles de manera telescópica.
Como otro ejemplo, en los ejemplos mostrados, la estructura base de la estructura del depósito del sistema UW-ES descansa en el fondo 4 del cuerpo de agua 1 con la ayuda de los medios de anclaje 19. Alternativamente, el amarre de la estructura del depósito también puede lograrse solo por el peso de la estructura del depósito o del sistema UW-ES más grande o del sistema de toma de fuerza y almacenamiento aún más grande.
Como otro ejemplo más, en los ejemplos mostrados, el subsistema de almacenamiento de energía 11Ay el subsistema de recuperación de energía 12A están formados por dos construcciones mutuamente separadas, respectivamente, mientras que también el subsistema de almacenamiento de energía 11B y el subsistema de recuperación de energía 12B están formados por dos construcciones mutuamente separadas, respectivamente. Alternativamente, una sola construcción puede cumplir las funciones tanto del subsistema de almacenamiento de energía como del subsistema de recuperación de energía. Por ejemplo, una conocida y denominada turbina hidroeléctrica reversible, que puede funcionar como turbina-generador y, a la inversa, como una bomba accionada por motor eléctrico, puede aplicarse para cumplir las funciones tanto de un subsistema de recuperación de energía como de un subsistema de almacenamiento de energía, respectivamente.
Otras variaciones a las modalidades descritas pueden entenderse y efectuarse por los expertos en la técnica en la práctica de la invención reivindicada, a partir de un estudio de los dibujos, la descripción, y las reivindicaciones adjuntas. En las reivindicaciones, la palabra "que comprende" no excluye otros elementos o etapas, y el artículo indefinido "un" o "una" no excluyen una pluralidad. Una sola parte puede cumplir las funciones de varios elementos enumerados en las reivindicaciones. A efectos de claridad y una descripción concisa, las características se describen en la presente descripción como una parte de las mismas modalidades o modalidades separadas, sin embargo, se apreciará que el alcance de la invención puede incluir modalidades que tienen combinaciones de todas o algunas de las características descritas. El mero hecho de que ciertas medidas se exponen en reivindicaciones dependientes mutuamente diferentes no indica que una combinación de estas medidas no pueda usarse para beneficio. Cualquier signo de referencia en las reivindicaciones no debe interpretarse como limitante del ámbito.

Claims (1)

  1. REIVINDICACIONES
    Un sistema de toma de fuerza y almacenamiento (10) que comprende:
    - un sistema de toma de fuerza (50, 70); y
    - un sistema de almacenamiento de energía submarino (30) para almacenar energía debajo de la superficie (3) de un cuerpo de agua (1), en donde el sistema de almacenamiento de energía submarino comprende una estructura del depósito (5; 105), que comprende una estructura de base (6) por donde la estructura del depósito descansa en el fondo (4) del cuerpo de agua, y en donde la estructura del depósito comprende un depósito de presurización (7A, 7B) y un depósito de despresurización (8A, 8B), cada uno de los cuales se mantiene con relación a dicha estructura de base, y cada uno de los cuales contiene un líquido de trabajo (9) separado del agua (2) del cuerpo de agua, y en donde el depósito de presurización (7A, 7B) contiene el líquido de trabajo (9) debajo de la superficie (3) del cuerpo de agua, y en donde el depósito de presurización (7A, 7B) tiene una estructura de pared deformable (17A, 17B) y se dispone y configura para presurizar el líquido de trabajo (9) contenido dentro del depósito de presurización por deformación de la estructura de pared deformable bajo la influencia de la presión hidróstática del agua (2) que actúa sobre la estructura de pared deformable, y en donde el depósito de despresurización (8A, 8B) tiene una estructura de pared rígida (6, 14, 18A, 18B) dispuesta y configurada para proteger el líquido de trabajo (9) dentro del depósito de despresurización de la presurización bajo la influencia de la presión hidrostática del agua (2), y en donde el sistema de almacenamiento de energía submarino (30) comprende además un subsistema de almacenamiento de energía (11A, 11B) configurado para almacenar energía mediante el aumento del potencial energía del líquido de trabajo (9) dentro de la estructura del depósito al desplazar parte del líquido de trabajo del depósito de despresurización al depósito de presurización, así como también un subsistema de recuperación de energía (12A, 12B) configurado para recuperar la energía almacenada mediante la disminución de la energía potencial del líquido de trabajo dentro de la estructura del depósito al liberar parte del líquido de trabajo para que fluya desde el depósito de presurización al depósito de despresurización;
    caracterizado porque:
    - el depósito de despresurización (8A, 8B) mantiene el líquido de trabajo (9) debajo de la superficie (3) del cuerpo de agua; y
    - el sistema de toma de fuerza descansa en el fondo (4) del cuerpo de agua (1) junto a la estructura de base (6) de la estructura del depósito (5) del sistema de almacenamiento de energía submarino (30).
    El sistema de toma de fuerza y almacenamiento (10) de acuerdo con la reivindicación 1, en donde el sistema de almacenamiento de energía submarino (30) comprende además una estructura de conducto de aire (14; 114), que se dispone y configurada para proporcionar flujo de aire entre el depósito de despresurización (8A, 8B) y un espacio de aire sobre la superficie (3) del cuerpo de agua (1).
    El sistema de toma de fuerza y almacenamiento (10) de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en donde el sistema de toma de fuerza y almacenamiento se configura para almacenar, a través de dicho subsistema de almacenamiento de energía (11A, 11B), energía proporcionada por dicho sistema de toma de fuerza (50, 70).
    El sistema de toma de fuerza y almacenamiento (10) de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en donde el sistema de toma de fuerza (50) es una turbina eólica (50).
ES18839926T 2017-12-11 2018-12-10 Sistema de almacenamiento de energía submarino Active ES2902624T3 (es)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
EP17206416 2017-12-11
PCT/NL2018/050828 WO2019117711A1 (en) 2017-12-11 2018-12-10 Underwater energy storage system

Publications (1)

Publication Number Publication Date
ES2902624T3 true ES2902624T3 (es) 2022-03-29

Family

ID=60654847

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
ES18839926T Active ES2902624T3 (es) 2017-12-11 2018-12-10 Sistema de almacenamiento de energía submarino

Country Status (13)

Country Link
US (1) US11136963B2 (es)
EP (1) EP3724491B1 (es)
JP (1) JP7193538B2 (es)
KR (1) KR102552120B1 (es)
CN (1) CN111566339B (es)
CY (1) CY1124884T1 (es)
DK (1) DK3724491T3 (es)
ES (1) ES2902624T3 (es)
HR (1) HRP20220007T1 (es)
LT (1) LT3724491T (es)
PL (1) PL3724491T3 (es)
PT (1) PT3724491T (es)
WO (1) WO2019117711A1 (es)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111502918B (zh) * 2020-04-26 2021-06-29 安徽志道建设工程有限公司 一种采用风力辅助的水利发电装置
EP4112916A1 (en) 2021-06-28 2023-01-04 Ocean Grazer B.V Energy storage system for storing energy in a waterbody

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB2032009B (en) 1978-10-06 1983-03-02 Grueb R Apparatus for generating power from hydrostatic pressure
WO1981003358A1 (en) * 1980-05-21 1981-11-26 Sea Energy Ass Ltd Wave energy converting system
SU1211441A1 (ru) * 1983-10-19 1986-02-15 Marchukov Viktor F Приливно-волнова гидроэлектростанци
GB2282188B (en) * 1993-09-24 1997-04-02 Edward Dyson Improvements in and relating to the generation of electricity
CA2467287A1 (en) * 2004-05-14 2005-11-14 Edward Matt Kubb Ocean energy accumulator
SG165201A1 (en) * 2009-03-23 2010-10-28 Vaz Guy Andrew Power generation
PE20150927A1 (es) * 2012-08-17 2015-06-05 Bombora Wave Power Pty Ltd Conversion de energia undimotriz
ES2656981T3 (es) * 2013-10-10 2018-03-01 Rijksuniversiteit Groningen Método y sistema para extraer energía cinética de las ondas superficiales del agua
IL237204A0 (en) 2015-02-12 2015-06-30 Univ Malta Hydro-pneumatic energy storage system

Also Published As

Publication number Publication date
WO2019117711A1 (en) 2019-06-20
US11136963B2 (en) 2021-10-05
PT3724491T (pt) 2022-01-10
KR20200093623A (ko) 2020-08-05
CY1124884T1 (el) 2022-11-25
HRP20220007T1 (hr) 2022-04-01
LT3724491T (lt) 2022-01-25
CN111566339B (zh) 2022-11-01
DK3724491T3 (da) 2022-01-10
EP3724491B1 (en) 2021-10-06
KR102552120B1 (ko) 2023-07-06
JP2021505814A (ja) 2021-02-18
PL3724491T3 (pl) 2022-03-28
US20200400123A1 (en) 2020-12-24
EP3724491A1 (en) 2020-10-21
CN111566339A (zh) 2020-08-21
JP7193538B2 (ja) 2022-12-20

Similar Documents

Publication Publication Date Title
ES2389361T3 (es) Convertidor de energía de olas que flotan libremente
ES2295145T3 (es) Instalacion de energia eolica fuera costa flotante.
ES2688074T3 (es) Sistema de trabajo para estructura flotante, estructura flotante, barco de trabajo y método de trabajo para la estructura flotante
ES2386674T3 (es) Bomba accionada por ondas y medio para conectar la misma al lecho marino
ES2362319T3 (es) Sistema de generación de energía por corrientes de agua.
ES2545991T3 (es) Cuerpo de reacción para un aparato de energía de olas
US10696393B2 (en) Device for controlling and steering traction kites or rotating flyer wheels for electricity generation
ES2558088T3 (es) Plataforma flotante
ES2902624T3 (es) Sistema de almacenamiento de energía submarino
ES2816329T3 (es) Conversión de energía undimotriz
ES2691273T3 (es) Dispositivo costa fuera de almacenamiento de energía
BRPI0714385A2 (pt) conversor de energia das ondas
ES2287771T3 (es) Generador de energia accionado por corrientes de mareas.
ES2356719T3 (es) Planta de energía undimotriz para generar electricidad.
ES2544588T3 (es) Sistema de interconexión eléctrica entre al menos un generador de energía eléctrica y un sistema de transferencia de energía eléctrica, en un entorno marino
EP2769026B1 (en) Apparatus and method for reduction of sonic vibrations in a liquid
US8884458B2 (en) Floating wind farm
ES2568639T3 (es) Sistema de generación de energía undimotriz
JP2019015282A (ja) 波力発電装置
ES2903242T3 (es) Sistema para conversión de energía y método respectivo
WO2014195538A2 (es) Sistema hidráulico para generación de energía eléctrica a partir de energía undimotriz
JP2009097494A (ja) 海上発電装置
WO2010086474A1 (es) Sistema de generación de energía eléctrica por aprovechamiento de corrientes de agua
ES2387441B1 (es) Generador flexible de potencia a partir de la energía de las olas.
EP4112916A1 (en) Energy storage system for storing energy in a waterbody