ES2977375T3 - Un aparato y un método para extraer energía hidrostática de las olas del mar - Google Patents

Abstract

Aparato y método para extraer al menos energía hidrostática de las olas del mar, el aparato comprende: al menos un primer compartimento que está en comunicación fluida con al menos un segundo compartimento a través de un colector que tiene un volumen interno lleno de un líquido, teniendo cada uno de los compartimentos siendo un volumen interno variable entre un primer volumen interno y un segundo volumen interno que es menor que el primer volumen interno; en donde el aparato contiene un volumen total de líquido que es mayor que un volumen de líquido dentro del colector, pero menor que una suma del volumen del líquido dentro del colector y un primer volumen total de al menos un primer compartimento y al menos un segundo compartimento, y en el que el volumen de líquido dentro del colector es mayor que el volumen total de líquido dentro de al menos un primer compartimento y el al menos un segundo compartimento. (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)

Description

DESCRIPCIÓN

Un aparato y un método para extraer energía hidrostática de las olas del mar

La presente invención se refiere a un aparato y un método para amortiguar olas del mar.

Más particularmente, la presente invención se refiere a un aparato y un método que proporcionan un efecto sobre las olas del mar que, en cierta medida, puede compararse con el efecto que proporciona un bosque de algas marinas en las zonas litorales y sublitorales de un mar, tal como un océano, con respecto a al menos reducir la cresta de las olas y oleajes del océano. El aparato divulgado en esta memoria logra este efecto extrayendo al menos energía hidrostática de las olas y, en un ejemplo, transfiere parte de la energía hidrostática a energía eléctrica.

La publicación JP 557183574 A divulga un dispositivo sumergido y un método para convertir la energía de las olas. El dispositivo comprende una primera cámara de aire flexible espaciada de una segunda cámara de aire flexible. en donde ambas cámaras pueden funcionar entre un estado contraído y un estado expandido. Las cámaras flexibles están en comunicación de gas con una turbina de aire a través de un tubo de conexión.

La publicación JP 559162374 A divulga un aparato que comprende una pluralidad de bolsas llenas de aire sumergidas primera y segunda que responden a diversas presiones hidrostáticas. El aparato comprende además una turbina de aire conectada operativamente a las bolsas.

El documento GB 2532074 A divulga un convertidor de energía unimotriz que comprende una bolsa hermética compresible sumergida, inflada con gas a presión, rodeada de agua por todos lados, no en el fondo marino, ni unida a ninguna estructura fija, dicha bolsa soporta un lastre y se conecta mecánicamente a un flotador ubicado por encima de ella. El convertidor de energía undimotriz comprende además un segundo recipiente hermético que se comunica con dicha bolsa compresible a través de un tubo provisto de medios de conversión de energía que convierte un flujo de gas en energía útil transmitida a la costa o utilizada a bordo.

El documento US 3353787 A divulga un sistema que utiliza energía undimotriz estática que comprende varios tubos de caucho flexibles sumergidos conectados a una central eléctrica en la costa.

En este documento, el término mar significa océano o lago. Por lo tanto, cuando es relevante, también se utiliza el término océano. Cuando se instala en un océano, el aparato puede instalarse tanto en una zona costera como en alta mar.

El aparato se adapta principalmente para extraer energía hidrostática de las olas, pero también puede extraer algo de energía cinética de las olas.

Además, el documento EP 0892889 A1 divulga un sistema que usa la energía de ola estática.

Las olas del mar pueden tener un efecto perjudicial sobre las estructuras artificiales por encima o por debajo de la superficie, pero también sobre la erosión en las zonas litorales y costeras. Debido al aumento de la recolección de algas marinas, en algunas áreas se reduce la amortiguación natural de las olas del océano que, de otro modo, proporcionaría un bosque de algas marinas. Además, los cambios climáticos provocan condiciones meteorológicas más extremas, como tormentas severas, que pueden provocar olas marinas más grandes.

Se conocen varias soluciones para reducir el posible efecto perjudicial de las olas del mar. Ejemplos de tales soluciones son los rompeolas, los gaviones y espigones instalados al menos parcialmente en el mar, normalmente cerca de tierra, y los muros de contención y los denominados diques marinos dispuestos en tierra. Al menos algunos de ellos pueden considerarse instalaciones permanentes y, para algunas personas, pueden representar una apariencia visual negativa.

Por lo tanto, existe la necesidad de un aparato para amortiguar el efecto de las olas del mar que pueda instalarse temporalmente y que no tenga que sobresalir por encima del nivel del mar, aunque una parte del aparato pueda sobresalir por encima del nivel del mar.

La invención tiene por objeto remediar o reducir al menos uno de los inconvenientes de la técnica anterior, o al menos proporcionar una alternativa útil a la técnica anterior.

El objetivo se logra a través de características, que se especifican en la descripción que sigue y en las reivindicaciones que siguen.

El aparato según la invención se configura para amortiguar al menos la energía hidrostática de las olas del mar extrayendo principalmente la energía hidrostática de las olas del mar, mientras que el aparato, al mismo tiempo, puede disponerse por debajo del nivel del mar y asegurarse a un fondo marino. Realizaciones del aparato se parecen en cierta medida al efecto de las algas marinas y pueden configurarse además para recolectar energía de las olas del mar.

La invención está definida por las reivindicaciones de patente independientes. Las reivindicaciones dependientes definen realizaciones ventajosas de la invención.

En un primer aspecto de la invención, se proporciona un aparato para extraer al menos energía hidrostática de las olas del mar. en donde el aparato comprende:

- al menos un primer compartimento que está en comunicación de fluidos con al menos un segundo compartimento a través de un colector que tiene un volumen interno lleno de un líquido, teniendo cada uno de los compartimentos un volumen interno que es variable entre un primer volumen interno y un segundo volumen interno que es más pequeño que el primer volumen interno;

en donde al menos un primer compartimento se espacia del al menos un segundo compartimento; y

en donde el aparato en posición de uso se sumerge al menos parcialmente y contiene un volumen total de líquido que es mayor que un volumen de líquido dentro del colector, pero inferior a la suma del volumen del líquido dentro del colector y un primer volumen total de al menos un primer compartimento y al menos un segundo compartimento. El volumen de líquido dentro del colector es mayor que el volumen total de líquido dentro de al menos un primer compartimento y el al menos un segundo compartimento. Esto tiene el efecto de permitir que el líquido alternativo entre y salga del colector en respuesta a las variaciones de presión hidrostática causadas por los valles y crestas de las olas del mar. En ciertas realizaciones, un propósito principal del colector es actuar como almacenamiento intermedio para el líquido que entra y sale de cada compartimento en respuesta a la presión hidrostática variable provocada por las olas del mar.

Preferiblemente, el colector es dimensionalmente estable, lo que significa que el colector en una posición de uso no cambia de forma en respuesta a la presión hidrostática variable en el exterior del colector.

En un ejemplo, el al menos un primer compartimento y el al menos un segundo compartimento pueden ser oblongos. en donde una primera parte extrema de cada compartimento se conecta operativamente a una lumbrera de comunicación de fluido respectiva del colector. Sin embargo, los compartimentos pueden, en realizaciones alternativas, tener cualquier forma adecuada. en donde una parte del compartimento se conecta operativamente a una lumbrera de comunicación de fluido respectiva del colector.

En una realización, y en donde al menos un primer compartimento y el al menos un segundo compartimento son oblongos, una segunda parte de extremo de cada compartimento puede ubicarse a una elevación más alta en el agua que la primera parte de extremo. Por lo tanto, en una realización de este tipo, los al menos dos compartimentos se extienden desde el colector hacia la superficie del agua. Sin embargo, en una realización alternativa e independientemente de la forma de los al menos dos compartimentos, los compartimentos pueden extenderse hacia fuera en cualquier dirección desde el colector, tal como hacia abajo, lateralmente y en cualquier dirección entre ellos. Excepto por la parte de los compartimentos que se conecta operativamente al colector, los compartimentos se cierran para evitar la comunicación de fluidos entre el compartimento y el agua ambiental. Por ejemplo, los compartimentos que tienen una forma oblonga pueden proveerse de un cierre en la segunda parte extrema.

Los compartimentos que tienen una forma oblonga pueden, en una realización, proporcionarse en un material flexible. En una realización de este tipo, la segunda parte extrema se provee de un cierre. En una realización alternativa, se puede proporcionar un compartimento que tenga una forma oblonga por medio de un cuerpo tubular rígido que aloje un pistón movible axialmente que tenga una de sus superficies de pistón expuesta al líquido dentro del compartimento y en la otra superficie del pistón expuesta al agua ambiental. Por lo tanto, el pistón define el volumen interno del compartimento.

Dependiendo de la orientación deseada de los compartimentos con respecto al colector, los compartimentos pueden proveerse de medios de flotación o medios de peso. Si se requiere proporcionar un aparato que, en cierta medida, sea flotante, se pueden unir elementos de flotación al aparato. Alternativamente, la flotabilidad puede proporcionarse por medio de un fluido dentro del aparato que tenga una densidad inferior a la del agua ambiente.

En una realización preferida, el aparato se ancla a cimientos dispuestos en un fondo marino por medio de líneas de anclaje, y el aparato tiene una fuerza de flotación que mantiene el aparato por encima del fondo marino. de modo que las líneas de anclaje están en tensión. En una realización alternativa, el colector del aparato puede ser transportado por una estructura de soporte que se extiende desde el fondo marino.

Los compartimentos pueden disponerse de manera que se balanceen con respecto a su primera parte extrema y, por lo tanto, con respecto al colector, como las algas que se balancean con respecto al fondo del mar.

Como se ha mencionado anteriormente, el volumen de líquido dentro del colector es mayor que el volumen total de líquido dentro de al menos un primer compartimento y el al menos un segundo compartimento. Un efecto de proporcionar un volumen de líquido dentro del colector que sea mayor que el volumen total de líquido dentro de al menos un primer compartimento y al menos un segundo compartimento, es que el líquido dentro del colector permanece lo más estacionario posible cuando recibe líquido de los compartimentos y lo expulsa hacia los compartimentos en respuesta a la variación de presión hacia los compartimentos. La razón de esto es que, sorprendentemente, las pruebas han demostrado que si el volumen de líquido dentro del colector es relativamente pequeño, una parte sustancial del líquido se pondrá en movimiento dentro del colector y puede reducir así la funcionalidad del aparato. Por lo tanto, se desea proporcionar un colector que actúe como “almacenamiento intermedio” para el líquido recibido de uno de los compartimentos y expulsar o “purgar” el líquido del colector a al menos otro compartimento, sustancialmente sin que el líquido se mueva axialmente dentro del colector entre las lumbreras de comunicación del colector que se encuentran en los puntos de conexión de los compartimentos.

Para maximizar el efecto de extracción de energía del aparato, es una ventaja que un eje longitudinal del colector se disponga sustancialmente en paralelo a la dirección de movimiento predominante de las olas del mar o el oleaje del océano. Al disponer el colector sustancialmente en paralelo a la dirección de movimiento predominante de las olas del mar o el oleaje del océano, los al menos dos compartimentos se someterán posteriormente a crestas y valles.

En algunas áreas, las olas del mar pueden tener una dirección de movimiento variable debido, por ejemplo, a las diferentes direcciones del viento. Para tener en cuenta estas direcciones de movimiento variables de las olas del mar, el aparato se dispone, en una realización, de forma pivotante con respecto al fondo marino. En tal realización, el aparato se provee además de un medio de alineación que responde a la dirección de las olas del mar.

En una realización, el aparato comprende una pluralidad de colectores dispuestos en una configuración matricial.

Una ventaja de proporcionar el aparato en donde los colectores y, por lo tanto, los compartimentos se disponen en una configuración matricial, es que el aparato puede ser eficaz con respecto a la extracción de energía hidrostática de las olas del mar que se mueven en cualquier dirección.

El aparato descrito anteriormente tiene la ventaja de amortiguar las olas del mar extrayendo principalmente energía hidrostática de las olas del mar haciendo que el líquido salga y entre al menos un primer compartimento y al menos un segundo compartimento. El líquido que se mueve recíprocamente entre los compartimentos y luego el colector representa una valiosa fuente de energía extraída de las olas del mar. Para capturar parte de esta energía, es una ventaja si al menos uno de los compartimentos se conecta operativamente al colector a través de una cámara de turbinas que comprende una turbina y un generador anexo para generar energía eléctrica a partir del líquido que fluye entre los compartimentos y el colector en respuesta a la variación de la presión hidrostática causada por las olas del mar, y en donde el al menos un generador se provee de un cable para transferir la energía eléctrica a un consumidor. El al menos un aparato de turbina y el generador anexo son de un tipo conocido en sí mismo que están disponibles comercialmente en el mercado y, por lo tanto, no se analizarán con más detalle en esta memoria.

Preferiblemente, para aumentar la capacidad de recolección de energía del aparato, el aparato comprende más de una turbina y un generador correspondiente para recolectar energía. En un ejemplo, todos los compartimentos se conectan operativamente al colector a través de una caja de turbinas que comprende una turbina y un generador anexo.

El líquido dentro del aparato puede ser, por ejemplo, agua.

En una realización, el aparato según la invención puede disponerse adyacente a un parque eólico marino. En tal realización, la energía eléctrica generada por los generadores del aparato puede conectarse a un sistema de transferencia de energía del parque eólico marino y transferirse a un consumidor a través de un sistema de transferencia de energía del parque eólico marino.

En un segundo aspecto de la invención, se proporciona una planta de energía, en donde la central eléctrica comprende el aparato según el primer aspecto de la invención y se provee de al menos una turbina y un generador anexo, tal como se ha descrito anteriormente. En una realización preferida, la central eléctrica comprende más de un aparato de turbina y un generador anexo.

En un tercer aspecto de la invención, se proporciona un método para extraer al menos energía hidrostática de las olas del mar. en donde el método comprende además: ensamblar un aparato según el primer aspecto de la invención; llenar el aparato con un líquido hasta que el volumen del líquido dentro del aparato supere el volumen interno del colector, pero sea inferior a la suma del volumen del líquido dentro del colector y un primer volumen interno total de al menos un primer compartimento y al menos un segundo compartimento; y bajar el aparato a la posición deseada en el mar de modo que el aparato quede sumergido al menos parcialmente, y asegurar el aparato con respecto al fondo marino.

En una realización, el aparato se ensambla por encima del nivel del mar, por ejemplo, en tierra, o en una embarcación flotante, por ejemplo, en una barcaza o en un barco. En un ejemplo, el aparato se llena con un volumen deseado de líquido cuando está por encima del nivel del mar. Sin embargo, en un método alternativo, el aparato puede llenarse con líquido después de que el aparato haya sido llevado a la superficie del mar. En todavía otra realización, una parte del volumen deseado de líquido se llena en el aparato cuando está por encima del nivel del mar, y el resto del volumen deseado de líquido se llena en el recipiente después de que el aparato haya sido llevado a la superficie del mar. Llenar todo o una parte del líquido en el aparato después de que el aparato haya sido llevado a la superficie del mar es ventajoso con respecto al peso total del aparato cuando se lleva el aparato al mar. De este modo, el aparato puede llevarse al mar por medio de un equipo que tenga una capacidad de manipulación inferior en comparación con el equipo configurado para manipular un aparato lleno de líquido por encima del nivel del mar.

Cualquier aire arrastrado dentro de los compartimentos puede evacuarse de los compartimentos antes de bajar el aparato a la posición deseada en el mar y asegurar el aparato al fondo marino.

En una realización en donde el aparato comprende al menos un aparato de turbina y un generador y, por lo tanto, también puede servir como planta de energía según el segundo aspecto de la invención, el método comprende además conectar al menos un generador a un consumidor por medio de un cable eléctrico.

A continuación se describen e ilustran ejemplos de realizaciones preferidas en los dibujos adjuntos, en donde: Figuras 1 a-1 c muestran bocetos de principio de una configuración básica del aparato según la invención mostrado sumergido, en donde la fig. 1a muestra el aparato en un mar en calma, mientras que las figuras 1b y 1c muestran el aparato cuando está sujeto a las olas del mar o al oleaje del océano;

Fig. 2 muestra a menor escala el aparato de las figuras 1a - 1c fijado a un fondo marino y sujeto a las olas del mar;

Fig. 3 muestra a menor escala el aparato en una realización en donde una pluralidad de compartimentos se extienden desde un colector; y

Fig. 4 muestra a mayor escala una parte del aparato que comprende una pluralidad de colectores interconectados en una matriz y que está en comunicación de fluidos con los compartimentos. Las indicaciones posicionales se refieren a las posiciones mostradas en las figuras y a una posición de uso del aparato. En las figuras, los elementos iguales o correspondientes se indican con los mismos números de referencia. Por motivos de claridad, algunos elementos pueden no tener números de referencia en algunas de las figuras.

Un experto en la técnica comprenderá que las figuras son solo dibujos principales. Las proporciones relativas de los elementos individuales también pueden estar distorsionadas.

En las figuras, el número de referencia 1 indica un aparato según la invención. El aparato 1 comprende al menos un primer compartimento 3 que está espaciado y en comunicación de fluidos con al menos un segundo compartimento 5 a través de un colector 7 lleno de líquido. El líquido es normalmente, pero no se limita a, agua dulce.

Los compartimentos 3, 5 tienen, en la realización mostrada, una forma tubular oblonga. Sin embargo, en realizaciones alternativas, los compartimentos pueden tener cualquier silueta o forma adecuadas siempre que el volumen de los compartimentos responda a presiones hidrostáticas variables.

Una primera parte extrema 31, 51 de cada compartimento 3, 5, respectivamente, se conecta operativamente a una lumbrera de comunicación de fluido 9 respectivo del colector 7, y en donde una segunda parte extrema 32, 52 de cada compartimento 3, 5, respectivamente, se ubica a una elevación más alta en el agua que la primera parte extrema 31, 51 de los compartimentos 3, 5 y, por lo tanto, el colector 7. De nuevo, debe quedar claro que en realizaciones alternativas (no mostradas) los compartimentos pueden sobresalir del colector o colectores en cualquier dirección, por ejemplo, hacia abajo o hacia los lados con respecto a un eje longitudinal del colector al que se conectan los compartimentos.

En las realizaciones mostradas, cada compartimento 3, 5 se hace de un material flotante, por ejemplo, un material plástico flotante adecuado. de modo que los al menos dos compartimentos 3, 5 se extiendan de forma sustancialmente vertical desde el colector 7 hacia la superficie WL del mar. Alternativa o adicionalmente, para proporcionar los compartimentos 3, 5 en un material flotante, cada compartimento 3, 5 puede proveerse de uno o más objetos flotantes asegurados al menos a la segunda parte extrema 32, 52 del primer compartimento 3 y el segundo compartimento 5, respectivamente. Los compartimentos 3, 5, en la realización mostrada, se hacen de un material que es flexible entre un estado sustancialmente plegado por completo, es decir, que tiene un segundo volumen interno. en donde el volumen interno del compartimento es menor que en un estado expandido, es decir, que tiene un primer volumen interno. El estado expandido de los compartimentos 3, 5 es controlado por el propio material, o por medios de refuerzo integrados preferiblemente en el material de los compartimentos 3, 5, como una manguera contra incendios o una pelota de goma que puede quedar plana cuando no está sometida a una presión interna. Como alternativa a la integración del refuerzo dentro del material de los compartimentos, el refuerzo puede disponerse en el exterior de los compartimentos. Un medio de refuerzo dispuesto en el exterior de los compartimentos 3, 5 puede tener, por ejemplo, la forma de un manguito de malla o un dispositivo limitador de volumen similar.

A diferencia de los compartimentos 3, 5, el colector 7 se diseña para mantener su forma cuando se somete a una presión hidrostática variable del agua ambiente. El colector 7 puede hacerse, por ejemplo, de un material plástico adecuado de forma estable.

De lo anterior se entenderá que cada uno de los compartimentos 3, 5 es flexible entre un estado expandido y un estado comprimido. en donde los estados dependen de la presión hidrostática del agua ambiental que rodea los compartimentos 3, 5 en una posición de uso. Por lo tanto, cuando están sujetos a una presión hidrostática variable provocada por las olas del mar u oleajes del océano, los compartimentos 3, 5 se asemejan a un dispositivo de bombeo accionado principalmente por una presión hidrostática variable.

Un volumen total de líquido dentro del aparato 1 es mayor que un volumen de líquido dentro del colector 7, pero menor que una suma de líquido dentro del colector 7 y un volumen total de los compartimentos 3, 5 cuando están en un estado expandido que tiene el primer volumen interno.

Las figuras 1 a -2 muestran una configuración casi básica del aparato 1 sumergido en un mar S. Aunque no se muestra en las figuras 1a -1c, el aparato 1 se asegura a un fondo marino SB, por ejemplo, como se muestra en la fig. 2. En las figuras, el aparato 1 se provee de turbinas 10 y generadores 12 anexos. Sin embargo, en la configuración más básica (no mostrada), el aparato 1 se proporciona sin las turbinas 10 y los generadores 12 mostrados. En una configuración tan básica, el aparato funciona únicamente como un dispositivo amortiguador de olas.

La fig. 1a muestra el aparato 1 sumergido en un mar en calma, es decir, en un mar sustancialmente sin olas marinas. La presión hidrostática que actúa sobre los compartimentos 3, 5 es sustancialmente igual. Por lo tanto, el líquido dentro de los compartimentos 3, 5 está equilibrado, lo que significa que el volumen de líquido dentro del primer compartimento 3 es sustancialmente el mismo que el volumen de líquido dentro del segundo compartimento 5. En la realización mostrada, un volumen de líquido dentro de cada compartimento 3, 5 es aproximadamente la mitad del volumen máximo de cada compartimento 3, 5 cuando se encuentra en el primer estado o en el estado expandido. Esto tiene el efecto de que si se expulsa sustancialmente todo el líquido de un compartimento, un volumen correspondiente de líquido se comunica desde el colector y hacia el otro de los compartimentos, que entonces estará en un estado expandido que aloja un volumen correspondiente al volumen que se expulsó del primero de los compartimentos. En una realización (no mostrada), una parte superior de los compartimentos puede extenderse por encima del nivel del mar cuando el mar está en calma o cuando el compartimento está sujeto a un valle. Sin embargo, en la mayoría de los casos se prefiere que los compartimentos estén sumergidos.

En la fig. 1 b, el aparato 1 está sumergido en un mar S con olas marinas. Debido a una cresta C del mar por encima del segundo compartimento 5, y a un valle T del mar por encima del primer compartimento 3, la presión hidrostática hacia el segundo compartimento 5 es mayor que la presión hidrostática hacia el primer compartimento 3. Debido a la flexibilidad de los compartimentos 3, 5, el líquido es expulsado o empujado desde el segundo compartimento 5 hacia el colector 7 y un volumen correspondiente de líquido que se encuentra en el colector 7 en la lumbrera de comunicación 9 del primer compartimento 3, es expulsado o empujado hacia el primer compartimento 3, como indican las flechas punteadas.

La fig. 1c muestra las olas de la fig. 1b moviéndose de modo que la cresta C del mar está por encima del primer compartimento 3 y el valle T del mar está en la parte superior del primer compartimento 3. En la fig. 1c, el líquido es empujado desde el primer compartimento 3 hacia el colector 7 cuando un volumen correspondiente de líquido que se encuentra en el colector 7 en la lumbrera de comunicación 9 del segundo compartimento 5 es expulsado o empujado hacia el segundo compartimento 5.

De esta manera, el líquido oscila entre los dos compartimentos 3 y 5 y el colector 7 que recibe y suministra líquido desde y hacia los compartimentos 3, 5. Por lo tanto, el colector 7 actúa como un “almacenamiento intermedio”.

Cuando el líquido oscila entre los compartimentos 3, 5 y el colector 7, el líquido que sale y entra en los compartimentos 3, 5 hace girar las turbinas 10 y los generadores 12 generan energía eléctrica. La energía eléctrica de los generadores 12 se transfiere a un consumidor (no mostrado) por medio de un cable de alimentación 14, tal como se indica mediante líneas punteadas en la fig. 2. La energía eléctrica puede transferirse directamente desde el aparato 1 a un consumidor, o indirectamente conectando los generadores 12 a otro sistema configurado para recolectar energía, tal como, por ejemplo, un parque eólico marino.

En la fig. 2, el aparato 1 se ancla a los cimientos 20 dispuestos en un fondo marino por medio de líneas de anclaje 22. Los cimientos 20 pueden ser elementos de peso como se indica en la figura. El elemento de peso puede hacerse de hormigón, por ejemplo. Como alternativa a los elementos de peso hechos de hormigón, la base 20 puede proporcionarse por medio de anclajes de succión. En todavía otra realización (no mostrada), el colector 7 puede ser transportado por una estructura de soporte que se extiende desde el fondo marino SB.

El aparato 1 se instala normalmente a una profundidad en donde una parte superior del aparato 1, es decir, las segundas partes extremas 32, 52 de los compartimentos 3, 5, respectivamente, se colocan sumergidas a una profundidad deseada. Esta puede oscilar entre 0 (cero) y cualquier profundidad, pero normalmente a 10-50 m por debajo del nivel del mar, ya que se espera que esa profundidad sea óptima en muchos lugares costeros o marítimos típicos. Puede ser ventajoso garantizar que el aparato 1 sea instalado a una profundidad por debajo del nivel del mar donde se reducen las fuerzas cinéticas de las olas. Las fuerzas cinéticas de las olas son sustancialmente insignificantes a una profundidad correspondiente a la mitad de una longitud de ola. Sin embargo, el aparato 1 puede diseñarse para colocarse solo unos pocos metros por debajo del nivel del mar, pero luego tendrá que diseñarse para la energía cinética de las olas. Otra ventaja de colocar el aparato a una cierta profundidad, por ejemplo, una profundidad de más de 10-20 m por debajo del nivel del mar, es que puede no representar ningún obstáculo para el tráfico marítimo de superficie.

En las figuras 1a - 2, la distancia entre el primer compartimento 3 y el segundo compartimento 5 se adapta a la longitud de ola predominante de las olas del mar en un lugar de instalación. Por lo tanto, una distancia óptima entre los dos compartimentos 3, 5 que se muestran en la configuración básica en las figuras 1a - 2, es aproximadamente la mitad de la longitud de ola predominante en la ubicación en donde se instalará el aparato. Para olas marinas que tienen una longitud de ola de, por ejemplo, 50-100 m, como puede ocurrir en un océano, la longitud axial del colector 7 del aparato 1 puede ser normalmente 25-50 metros para proporcionar un efecto deseado para amortiguar las olas y generar energía eléctrica.

La figura 3 muestra una realización del aparato 1. en donde una pluralidad de compartimentos 3 se instalan a lo largo de un colector 7 como se ha descrito anteriormente. En comparación con la configuración básica mostrada en las figuras 1a - 2 anteriores, el aparato 1 mostrado en la figura 3 tiene una eficiencia considerablemente mayor con respecto a la extracción de energía hidrostática de las olas del mar. Si el aparato se provee además de turbinas 10 y generadores anexos 12 dispuestos en comunicación con al menos algunos de los compartimentos 3, tal como se muestra en las figuras 1a - 2, pero preferiblemente con todos los compartimentos 3, el aparato 1 también puede ser muy eficaz con respecto a la producción de energía eléctrica. La distancia entre los compartimentos 3 a lo largo del colector 7 puede ser, por ejemplo, 1-3 m.

El aparato 1 mostrado en la fig. 3 puede instalarse en el mar como se ha descrito anteriormente con respecto a la fig.

2. Para maximizar el efecto de extracción de energía del aparato 1, el colector 7 se dispone con su eje longitudinal sustancialmente paralelo a la dirección de movimiento predominante de las olas del mar.

La fig. 4 muestra una parte de un aparato 1. en donde los colectores 7 y, por lo tanto, los compartimentos 3, se disponen en una matriz. El colector 7 comprende una pluralidad de nodos tubulares 7' interconectados para formar un colector 7 que se extiende sustancialmente en un plano bidimensional. En la realización mostrada, un compartimento 3 se extiende hacia arriba desde cada nodo 7'. Una ventaja del aparato 1 mostrado en la fig. 4 es que la energía hidrostática de las olas del mar o del océano puede extraerse de las olas del mar o el oleaje del océano que se mueven en cualquier dirección. Un efecto secundario positivo de disponer el aparato en una matriz, tal como se muestra en la fig. 4, es que el colector 7 y los compartimentos 3 proporcionan un arrecife artificial que puede ser ventajoso para la vida marina.

En una configuración básica sin turbinas ni generadores, el aparato 1 puede no comprender partes móviles aparte de cualquier balanceo de los compartimentos 3 que se extienden desde el colector 7.

En un océano, normalmente habrá oleajes oceánicos. Por lo tanto, al dotar al aparato 1 de turbinas 10 y generadores 12, el aparato 1 será un recolector de energía fiable que depende menos de las condiciones meteorológicas en comparación con un parque eólico marino. Las estimaciones muestran que el aparato 1 puede tener un tiempo de funcionamiento para recolectar energía que oscila entre el 60 y el 70% y, en algunas áreas, incluso mayor. La experiencia demuestra que un parque eólico marino tiene un tiempo de funcionamiento que oscila entre el 30 y el 50%.

A diferencia de un parque eólico marino, el aparato 1 no representará, en ciertas realizaciones, ninguna obstrucción al tráfico marítimo de superficie ni ninguna apariencia visual negativa.

Debe observarse que las realizaciones mencionadas anteriormente ilustran la invención en lugar de limitarla, y que los expertos en la técnica podrán diseñar muchas realizaciones alternativas sin apartarse del alcance de las reivindicaciones adjuntas. En las reivindicaciones, cualquier signo de referencia colocado entre paréntesis no se interpretará como limitativo de la reivindicación. El uso del verbo “comprender” y sus conjugaciones no excluye la presencia de elementos o etapas distintos de los indicados en una reivindicación. El artículo “un” o “una” que precede a un elemento no excluye la presencia de una pluralidad de dichos elementos.

Claims (8)

REIVINDICACIONES

1. Un aparato (1) para extraer al menos energía hidrostática de las olas del mar,

en donde el aparato (1) comprende:

al menos un primer compartimento (3) que está en comunicación de fluidos con al menos un segundo compartimento (5) a través de un colector (7) que tiene un volumen interno lleno de un líquido, teniendo cada uno de los compartimentos (3, 5) un volumen interno que es variable entre un primer volumen interno y un segundo volumen interno que es más pequeño que el primer volumen interno;

en donde al menos un primer compartimento (3) se espacia del al menos un segundo compartimento (5); y en donde el aparato (1) en posición de uso se sumerge al menos parcialmente y contiene un volumen total de líquido que es mayor que un volumen de líquido dentro del colector (7), pero inferior a la suma del volumen del líquido dentro del colector (7) y un primer volumen total de al menos un primer compartimento (3) y al menos un segundo compartimento (5),

caracterizado por que el volumen de líquido dentro del colector (7) es mayor que el volumen total de líquido dentro de al menos un primer compartimento (3) y el al menos un segundo compartimento (5).

2. El aparato (1) según la reivindicación 1, en donde un eje longitudinal del colector (7) se dispone sustancialmente en paralelo a la dirección de movimiento predominante de las olas del mar.

3. El aparato (1) según la reivindicación 1 o 2, en donde el aparato (1) comprende una pluralidad de colectores (7) dispuestos en una configuración matricial.

4. El aparato (1) según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en donde al menos uno de los compartimentos se conecta operativamente al colector (7) a través de una cámara de turbinas que comprende una turbina (10) y un generador anexo (12) para generar energía eléctrica a partir del líquido que fluye entre los compartimentos (3, 5) y el colector (7) en respuesta a la variación de la presión hidrostática causada por las olas del mar, y en donde el al menos un generador (12) se provee de un cable (14) para transferir la energía eléctrica a un consumidor.

5. El aparato (1) según la reivindicación 4, en donde el aparato (1) comprende más de una turbina (10) y un generador anexo (12) para recolectar energía.

6. El aparato (1) según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en donde el líquido es agua.

7. Una central eléctrica para recolectar energía de las olas del mar, caracterizado por que la central eléctrica comprende el aparato (1) según cualquiera de las reivindicaciones 4-6.

8. Método para extraer al menos energía hidrostática de las olas del mar, caracterizado por que el método comprende: - ensamblar un aparato (1) según cualquiera de las reivindicaciones 1 -6;

- llenar el aparato (1) con un líquido hasta que el volumen de líquido dentro del aparato supere el volumen interno del colector (7), pero sea inferior a la suma del volumen del líquido dentro del colector (7) y un primer volumen interno total de al menos un primer compartimento (3) y el al menos un segundo compartimento (5), y

- bajar el aparato (1) a una posición deseada en el mar de modo que el aparato quede sumergido al menos parcialmente, y asegurar el aparato (1) con respecto al fondo marino (SB).