PT1474607E - ''unidade de energia das ondas e utilização de uma unidade deenergia das ondas para produção de energia eléctrica, método de gerar energia eléctrica e sistema de componentes para fabricar um gerador linear para uma unidade de energia da sondas'' - Google Patents

Description

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DESCRIÇÃO "Unidade de energia das ondas e utilização de uma unidade de energia das ondas para produção de energia eléctrica, método de gerar energia eléctrica e sistema de componentes para fabricar um gerador linear para uma unidade de energia das ondas"

Unidade de energia das ondas e utilização de uma unidade de energia das ondas para produção de energia eléctrica, método de gerar energia eléctrica e sistema de componentes para fabricar um gerador linear para uma unidade de energia das ondas.

Campo técnico

Um primeiro aspecto do presente invento refere-se a uma unidade de energia das ondas para a produção de energia eléctrica de um tipo que compreende um corpo flutuante e um gerador linear eléctrico cujo rotor por meios de ligação é ligado ao corpo flutuante e estando permanentemente magnético e cujo estator está disposto para ser ancorado no fundo de um mar/lago.

Um outro aspecto do invento refere-se a uma instalação de energia das ondas que compreende uma pluralidade de unidades de energia das ondas de acordo com o invento.

Um terceiro aspecto do invento refere-se à utilização da unidade de energia das ondas reivindicada para produzir corrente eléctrica.

Um quarto aspecto do invento refere-se a um método de gerar energia eléctrica ao ligar um corpo flutuante ao rotor de um gerador linear eléctrico e ancorar o estator do gerador no fundo do mar ou lago.

Finalmente, um quinto aspecto do invento refere-se a um método de fabricar um gerador linear para uma instalação de energia das ondas de acordo com o invento. 2

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No presente pedido o termo "rotor" é utilizado para a parte móvel do gerador linear. Deve por conseguinte ser entendido que o termo "rotor" não se refere a um corpo de rotação mas a um corpo que se move linearmente para a frente e para trás. A "direcção de movimento do rotor" refere-se então a sua direcção linear de movimento. A "linha central" do rotor refere-se à linha que passa através do centro numa secção transversal opcional através do rotor e que corre na direcção de movimento, referindo-se a "secção transversal" a uma secção transversal à direcção de movimento do rotor. A unidade de energia das ondas de acordo com o invento está principalmente destinada, mas não limitada, às aplicações até 500 kw.

Arte anterior O movimento das ondas no mar e em grandes lagos em terra constitui uma potencial fonte de energia que tem sido mal explorada até aqui. A energia das ondas disponível está dependente da altura das ondas, e naturalmente difere em localizações diferentes. A energia das ondas média durante um ano está dependente das várias condições do vento, as quais são grandemente influenciadas pela distância da localização da costa mais próxima. Por exemplo, foram realizadas medições no mar do Norte. Num ponto de medição a aproximadamente 100 km oeste da costa de Jylland, Dinamarca, onde a profundidade era de cerca de 50 m, foram medidas as alturas da onda num periodo de tempo longo e foi calculada a energia disponível. Obteve-se a tabela que se segue:

Altura da onda m Período da onda seg. Saída kW/m Horas/Ano < 0.5 - - 966 1 4 2 4103 2 5 12 1982 3 6 32 944 4 7 66 445 5 8 115 211 >5.5 >145 119 3

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Assim, durante ligeiramente menos de metade do tempo a altura das ondas é de cerca de 1 m, produzindo uma saída de 2 kW/m. Contudo, a maioria da energia está disponível a partir de alturas de onda na região dos 2-5 metros, levando em consideração que a saída aumenta grandemente com o aumento da altura da onda.

Foram propostos vários tipos de unidades de energia das ondas para utilizar a energia disponível a partir do movimento das ondas no oceano para gerar energia eléctrica. Contudo, estes não tiveram sucesso na competição com a produção de energia eléctrica convencional. As instalações de energia das ondas até aqui realizadas eram instalações principalmente experimentais ou eram utilizadas para fornecer energia localmente às bóias de navegação. Caso venha a ser possível a produção comercial de electricidade, proporcionando assim o acesso à vasta reserva de energia no movimento das ondas do oceano, não é apenas necessário colocar as unidades em pontos adequados, como também é necessário que a unidade seja de confiança em operação, altamente eficiente e de baixos custos de fabrico e de funcionamento.

Entre os princípios realizáveis para converter a energia do movimento das ondas em energia eléctrica, por conseguinte, um gerador linear provavelmente satisfaz estes requisitos na maior extensão.

Os movimentos verticais do corpo flutuante, provocados pelo movimento das ondas, podem assim ser convertidos directamente num movimento para a frente e para trás do rotor do gerador. Um gerador linear pode ser construído para ser extremamente robusto e simples e uma vez que é ancorado no fundo do mar o mesmo ficará estável e sem ser afectado pelas correntes na água. A única parte móvel do gerador é o rotor que se move para a frente e para trás. Os problemas de armazenagem são substancialmente eliminados. A unidade será extremamente segura em operação graças às suas poucas partes móveis e construção simples. A patente US 6,020,653, por exemplo, revela uma unidade de energia das ondas com base no princípio do gerador linear 4 ΕΡ 1 474 607/ΡΤ que já se conhece. A publicação descreve assim um gerador ancorado ao fundo do mar, o qual produz energia eléctrica a partir do movimento das ondas na superfície do mar. Uma bobine de gerador está ligada a um corpo flutuante de modo que a bobine se move para cima e para baixo com os movimentos das ondas. Um campo magnético actua sobre a bobine quando a mesma se move de modo que uma força electromagnética é ali gerada. 0 campo magnético é tal que o mesmo produz um campo uniforme com orientação magnética simples ao longo de todo o comprimento de curso da bobine. 0 gerador compreende uma placa de base no fundo do mar, a qual suporta o núcleo magnético no qual a bobine se move. A unidade de energia das ondas proporcionada com um gerador linear electrónico também é conhecida através da US 4 539 485. 0 seu rotor consiste num número de imanes permanentes e o enrolamento do gerador está disposto no estator envolvente. Uma grande desvantagem é que o enrolamento de estator consiste numa única bobine. Por conseguinte não tem pólos. Isto significa que a corrente induzida terá uma frequência extremamente baixa uma vez que o movimento linear do rotor é lento. 0 objecto do presente invento consiste em produzir uma unidade de energia das ondas do tipo relevante que numa extensão maior preenche as exigências para uma operação segura, simplicidade e eficácia do ponto de vista do custo.

Descrição do invento 0 objectivo especificado foi alcançado de acordo com o primeiro aspecto do invento pelo facto de a unidade de energia das ondas descrita no preâmbulo da reivindicação 1 compreender a caracteristica especial de o estator compreender um enrolamento que forma uma pluralidade de pólos distribuídos na direcção de movimento do rotor. Acomodar o enrolamento no estator e fazendo o rotor permanentemente magnético permite a construção mais simples possível das partes móveis da unidade, reduzindo desse modo os custos e também o risco de perturbações. Também é mais simples conceber o enrolamento e passar a corrente quando o enrolamento está colocado no estator. Graças também a uma 5 ΕΡ 1 474 607/ΡΤ pluralidade de pólos que está disposta um a seguir ao outro, a frequência da corrente induzida pode ser aumentada, o que é uma vantagem considerável tendo em vista o facto de a frequência do movimento para a frente e para trás ser baixa. A unidade de energia das ondas reivindicada oferece assim um método financeiramente competitivo de extrair energia eléctrica das ondas. 0 estator pode estar disposto quer no lado de fora quer no lado de dentro do rotor. Na maior parte dos casos é preferível que o mesmo esteja no lado de fora. Também é concebível uma combinação destas variantes dentro do âmbito do invento.

De acordo com uma concretização preferida da unidade de energia das ondas reivindicada o rotor está orientado verticalmente.

Uma vez que o rotor pode ser orientado quer horizontalmente quer inclinado, a orientação vertical é na maioria dos casos a mais prática.

De acordo com uma outra concretização preferida o rotor compreende uma pluralidade de imanes permanentes distribuídos na direcção de movimento do rotor.

Um rotor assim concebido dá uma óptima cooperação com um gerador linear no qual o estator está concebido de acordo com o invento.

De acordo com ainda uma outra concretização preferida, a distância entre os pólos é menor do que 50 mm, de preferência menor do que 10 mm.

Quanto mais pequena for a distância de pólo mais elevada será a frequência alcançada. Se as ondas tiverem 1 m de altura a velocidade linear média do rotor será aproximadamente 0,5 m/s e se as ondas tiverem 2 m de altura a velocidade média será cerca de 0,8 m/s. Com um passo de pólo de 50 mm, assim, as frequências na ordem dos 10-15 Hz são obtidas para ondas de 1-2 m altura. Com um passo de pólo de 10 mm a frequência será cinco vezes maior. Um passo de pólo adequadamente prático é cerca de 8 mm. 6 ΕΡ 1 474 607/ΡΤ

De acordo com uma outra concretização preferida o estator compreende uma pluralidade de pilhas laminadas distribuídas regularmente à volta do rotor.

Isto permite que a maior parte possivel do campo magnético seja utilizada para induzir corrente.

De acordo com ainda uma outra concretização preferida o rotor está conformado como um polígono regular e o número de pilhas laminadas é igual ao número de lados do polígono.

Com uma tal concretização, uma optimização estruturalmente simples é obtida para explorar o campo magnético para induzir corrente.

De acordo com ainda uma outra concretização preferida, cada pilha laminada é composta por uma pluralidade de módulos dispostos um a seguir ao outro na direcção de movimento do rotor.

Graças à construção modular o estator do gerador linear pode ser facilmente ajustado para um comprimento adequado às condições num caso particular. Podem assim ser construídas unidades de tamanhos diferentes ao utilizar componentes normalizados. Isto contribuí mais para reduzir os custos de fabrico. Também permite que uma instalação já existente seja facilmente modificada. Cada módulo pode compreender um ou mais pólos.

De acordo com uma concretização adicional o rotor compreende uma pluralidade of imanes permanentes distribuídos em torno da sua circunferência e dispostos de tal maneira que numa secção transversal opcional do rotor um íman permanente fique voltado de frente para cada pilha laminada. Dispor imanes permanentes voltados de frente para todas as direcções onde se encontra uma pilha laminada para que o imanes cooperem aumenta mais a utilização do movimento para induzir corrente.

De acordo com uma concretização adicional o rotor compreende um corpo de rotor sobre o qual estão montados os imanes. 7 ΕΡ 1 474 607/ΡΤ

Esta concretização cria a oportunidade de alcançar um rotor simples e não dispendioso uma vez que os imanes permanentes podem consistir em componentes normalizados uniformes, um número óptimo dos quais pode ser distribuído ao longo e em torno do rotor, sendo utilizados os mesmos componentes normalizados para rotores de comprimento e secção transversal diferentes.

De acordo com ainda uma outra concretização preferida o comprimento do rotor e o comprimento do estator diferem um do outro por um factor de dois ou mais.

Isto facilita a máxima corrente induzida durante o comprimento de curso total do rotor.

De acordo com uma outra concretização preferida o rotor é mais comprido do que o estator.

Isto é provável e normalmente a forma mais adequada de fazer uso do comprimento de curso total do rotor.

De acordo com ainda uma outra concretização preferida um ou mais elementos de guia está/estão dispostos para controlar o rotor. Tal controlo assegura que, utilizando meios relativamente simples, seja obtido um percurso tolerantemente exacto de movimento para o rotor. Isso permite que a folga de ar seja muito pequena, na ordem de uns mm ou isso, de modo que as perdas são minimizadas.

De acordo com uma concretização adicional vantajosa pelo menos uma parte dos meios de ligação é flexível.

Isto evita que forças de onda dirigidas lateralmente sobre o corpo flutuante sejam transmitidas com total força para o rotor do gerador. O seu controlo pode, por conseguinte, ser dimensionado para ser relativamente fraco uma vez que as forças de deflexão serão moderadas.

De acordo com uma outra concretização preferida os meios de ligação compreendem um cabo, arame ou corrente. 8

ΕΡ 1 474 6 Ο 7/PT Ο esforço pela flexibilidade nos meios de ligação é assim alcançado de uma maneira conveniente e simples do ponto de vista da construção. 0 cabo, arame ou corrente podem estender-se em todo o percurso desde o corpo flutuante até ao rotor ou podem constituir apenas uma parte dos meios de ligação. Em alternativa, pode alcançar-se flexibilidade pelo facto de os meios de ligação serem rígidos mas providos de juntas universais.

De acordo com ainda uma outra concretização preferida a unidade compreende meios de mola dispostos para exercer uma força vertical sobre o rotor. Isto assegura que o curso dirigido para baixo do rotor ocorra com velocidade total que corresponde à velocidade à qual a superfície da água cai. Isto é significante no caso de a massa do rotor ser relativamente ligeira de modo a que possa ocorrer de outra maneira um afrouxamento no cabo. Muito embora o trabalho mais importante dos meios de mola seja efectuar uma força dirigida para baixo, em certos casos pode ser conveniente que os mesmos estejam dispostos para também actuarem com uma força dirigida para cima.

De acordo com ainda uma outra concretização preferida, a constante da mola dos meios de mola é ajustável.

Ao variar a constante da mola a mesma pode ser ajustada para a frequência dos movimentos das ondas de modo a que se obtenha ressonância. Por "constante da mola" quer-se dizer a constante resultante se os meios de mola forem compostos por vários elementos de mola. Normalmente, a constante da mola é ajustada para um valor que corresponde à frequência de ressonância para o tipo de ondas que se espera ocorrer durante a maior parte do tempo.

De acordo com ainda uma outra concretização preferida, o comprimento dos meios de ligação é ajustável.

Isto permite, por exemplo, o ajustamento para níveis diferentes da superfície do mar/lago tal como no caso de águas afectadas pelas marés. 9

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De acordo com ainda uma outra concretização preferida, a unidade compreende um mecanismo de engrenagem que produz uma relação de engrenagem entre o movimento do corpo flutuante e o movimento do rotor.

Graças ao mecanismo de engrenagem pode ser dado ao rotor uma velocidade várias vezes maior do que a velocidade do corpo flutuante. Uma oportunidade alternativa ou suplementar é assim criada para aumentar a frequência da corrente induzida, o que é particularmente desejável no caso de geradores de múltiplas fases.

Do ponto de vista da concepção, é prático dispor o mecanismo de engrenagem onde os meios de ligação se unem ao rotor. Isto constitui uma concretização adicional vantajosa do invento.

De acordo com ainda uma outra concretização preferida, o gerador linear é seguro a uma placa de base disposta para assentar sobre o fundo do mar/lago.

Uma vez que o gerador linear per se pode ser ancorado de modo a que o mesmo esteja localizado bastante acima da superfície do mar, não poderá duvidar-se que esta concretização possa ser realizada muito mais simplesmente. A mesma também oferece elevada estabilidade.

De acordo com ainda uma outra concretização preferida o estator é suportado por um suporte concebido de tal maneira que o mesmo forma um espaço livre central de dimensões de secção transversal suficientes para permitir que o rotor entre no espaço, espaço esse que é pelo menos tão elevado quanto o rotor é comprido. A concretização permite que o movimento do rotor continue ao passar todo o estator de modo que é utilizado o comprimento total do estator para induzir corrente.

De acordo com ainda uma outra concretização preferida o gerador linear está envolvido num alojamento estanque à áqua. 10 ΕΡ 1 474 607/ΡΤ Ο invólucro impede que ο gerador seja sujeito à influência da água salgada ou organismos vivos na água tais como cracas. Os componentes podem então ser concebidos com menores exigências de qualidade no que diz respeito à sua capacidade de suportar a água salgada, e pode por conseguinte ser feito de modo mais barato.

De acordo com ainda uma outra concretização preferida o alojamento é preenchido com um líquido.

Esta concretização é particularmente importante se o gerador for colocado em água relativamente profunda uma vez que a diferença de pressão iria de outro modo tornar complicado assegurar que o alojamento fosse suficientemente estanque à água. Se o alojamento for preenchido com um liquido de um tipo menos agressivo do que a água salgada, o risco é substancialmente eliminado da sua penetração posterior, mesmo com casquilhos comparativamente simples no alojamento. O gerador também é arrefecido pelo liquido. O liquido deve de modo adequado ter a mesma pressão que as partes envolventes.

De acordo com ainda uma outra concretização vantajosa a placa de base, suporte e/ou alojamento é/são feitos principalmente de betão. O betão é o material mais barato possível que pode ser utilizado neste contexto. Além do mais, em muitos casos é importante que a unidade tenha um peso de balastro elevado e que os custos de material sejam então de importância considerável.

De acordo com ainda uma outra concretização preferida, o estator está pelo menos parcialmente embutido num material sólido e/ou o rotor está pelo menos parcialmente embutido num material sólido. O material é adequadamente o betão.

Isto significa que os componentes embutidos estão protegidos eficazmente da água salgada envolvente. Em certos casos esta concretização pode ser uma alternativa adequada ao envolvimento de todo o gerador num alojamento, após o que os problemas de vedação são substancialmente eliminados. 11

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De acordo com ainda uma outra concretização preferida, o rotor é oco e está provido de imanes permanentes dirigidos ambos para fora e para dentro e estão dispostas pilhas laminadas em ambos os lados de fora e o lado de dentro do rotor.

Esta concretização explora ao máximo a capacidade do estator de induzir corrente uma vez que o campo magnético dirigido para dentro também é utilizado.

De acordo com ainda uma outra concretização preferida o corpo flutuante está ligado pelos meios de ligação a uma pluralidade de geradores lineares.

Tal duplicação ou multiplicação no lado do gerador pode em certos casos conduzir a uma unidade totalmente mais económica e aumentar a possibilidade de basear a concepção no principio do módulo uma vez que cada gerador linear pode ser uma unidade inteiramente normalizada e, dependendo da localidade, um número adequado pode ser ligado a um e ao mesmo corpo flutuante.

De acordo com ainda uma outra concretização preferida os enrolamentos de estator estão ligados a um rectificador. Este rectificador está adequadamente disposto perto do gerador linear por baixo da superfície da água.

De acordo com ainda uma outra concretização preferida o gerador está disposto para produzir uma tensão de frequência variante. Isto é assim porque, depois de ser rectifiçado, o sinal de saída é uma tensão CC bipolar. 0 gerador está assim adequado ao padrão de movimento criado no rotor pelos movimentos das ondas, dependendo a variação da velocidade de onde num ciclo de onda o corpo flutuante se encontra e das variações sobrepostas no movimento da superfície da onda.

As concretizações vantajosas da unidade de energia das ondas reivindicada descrita acima são definidas nas reivindicações dependentes na reivindicação 1. 12 ΕΡ 1 474 607/ΡΤ A unidade de energia das ondas reivindicada está bem adequada para combinação com várias unidades similares para formar uma instalação de energia das ondas. 0 segundo aspecto do invento refere-se assim a uma instalação de energia dessas em que o enrolamento de estator de cada unidade de energia das ondas está ligado através de um rectificador a um inversor que é comum a uma pluralidade de unidades de energia das ondas, inversor esse que está disposto para fornecer energia a uma rede eléctrica de fornecimento. A instalação de energia das ondas reivindicada proporciona uma solução que se pode realizar na prática para um sistema para produzir corrente eléctrica em grande escala utilizando unidades do tipo reivindicado, explorando desse modo as suas vantagens, e em que a conversão para CC e depois CA cria condições de transmissão favoráveis.

De acordo com uma concretização preferida da instalação de energia das ondas reivindicada, pelo menos uma estação de aparelhagem de comutação eléctrica está ligada à unidade de energia das ondas, estação de aparelhagem de comutação essa que compreende um recipiente estanque à água que envolve os componentes de aparelhagem de comutação, recipiente esse que está ancorado no fundo do mar.

De modo a obter uma produção económica de energia a partir de unidades de gerador no mar que utilizam o movimento das ondas, é importante efectuar a optimização técnica não apenas da unidade de gerador como também do sistema completo requerido para transmitir a energia desde cada fonte de energia até uma rede eléctrica para transmissão e distribuição. Um aspecto importante aqui é que a instalação de energia das ondas está localizada a uma certa distância fora de terra, distância essa que por vezes é considerável.

Graças à sua ligação a uma estação de aparelhagem de comutação concebida dessa maneira, pode colocar-se perto da unidade de gerador. Isto minimiza perdas e permite que a energia a partir de uma pluralidade de unidades de energia das ondas seja transferida através de um cabo comum simples ligado à rede eléctrica de fornecimento em terra. Isto oferece uma solução compreensiva onde tanto a unidade de 13

ΕΡ 1 474 6Ο7/PT energia das ondas como a estação de aparelhagem de comutação podem ser construídas como módulos normalizados utilizando componentes normalizados. Para além de ser económico quer em construção quer em operação, uma instalação de energia de acordo com o invento também oferece vantagens no aspecto do ambiente uma vez que não existe necessidade de construir edifícios de aparelhagem de comutação em áreas costeiras sensíveis do ponto de vista do ambiente.

De acordo com uma outra concretização preferida, o sistema compreende uma pluralidade de estações de aparelhagem de comutação em que cada uma está ligada a um número de unidades de energia das ondas. Uma tal concretização pode por vezes ser vantajosa se o número de unidades for grande.

De acordo com ainda uma outra concretização preferida, cada estação de aparelhagem de comutação está ligada a uma estação de recepção disposta em terra.

De acordo com ainda uma outra concretização preferida pelo menos uma das estações de aparelhagem de comutação, normalmente todas, compreende um transformador elevador. Em alternativa, ou assim como também, um transformador elevador encontra-se disposto na estação intermédia. Transmitir a energia a um nível de tensão aumentado permite alcançar uma transmissão mais favorável quer no aspecto técnico quer no aspecto financeiro.

De acordo com ainda uma outra concretização preferida, as estações de aparelhagem de comutação e/ou a estação intermédia compreende(m) um conversor. A tensão pode assim ser favoravelmente transmitida como CA.

De acordo com ainda uma outra concretização preferida, as estações de aparelhagem de comutação e/ou a estação intermédia compreende(m) meios para armazenar energia. 0 sistema pode então ajustar facilmente a energia fornecida dependendo das flutuações em energia disponível e energia requerida.

De acordo com ainda uma outra concretização preferida, as estações de aparelhagem de comutação e/ou a estação 14 ΕΡ 1 474 607/ΡΤ intermédia compreende(m) meios de filtragem para filtrar corrente e tensão que saem e/ou que entram. A tensão fornecida pelas unidades de gerador do tipo em questão podem em muitos casos ser instáveis e podem variar quanto à frequência e amplitude, assim como em conter frequências heteródinas. A disposição dos meios de filtragem elimina estes defeitos ou pelo menos reduz os mesmos de modo a que seja transmitida à rede uma tensão limpa, livre de perturbações.

De acordo com ainda uma outra concretização preferida, as estações de aparelhagem de comutação e/ou a estação intermédia é/são preenchidas com um liquido amortecido não corrosivo. Isto impede que a água salgada agressiva penetre, e que os componentes nas estações de aparelhagem de comutação e intermédia fiquem protegidos.

De acordo com ainda uma outra concretização preferida, um filtro e/ou um transformador está/estão dispostos depois do inversor. Isto assegura que seja fornecida uma tensão limpa ideal e que possa ser transportada ainda para uma rede de transmissão ou distribuição com tensão escalonada de modo apropriado.

De acordo com ainda uma outra concretização preferida, o filtro e/ou transformador está/estão dispostos em terra.

Isto oferece uma solução mais adequada segundo os aspectos da instalação e da operação do que se estes componentes estivessem situados no mar.

De acordo com ainda uma outra concretização preferida, cada unidade de energia das ondas está ligada ao inversor através de um cabo disposto em ou perto do fundo do mar ou lago.

Uma vez que o cabo esteja disposto perto do fundo do mar existe menos risco do que de outra maneira de o mesmo provocar qualquer perturbação às zonas envolventes ou de ser violado. 15 ΕΡ 1 474 607/ΡΤ

As concretizações vantajosas da instalação de energia das ondas reivindicada descrita acima são definidas nas reivindicações subordinadas à reivindicação 32.

Num terceiro aspecto do invento, o objectivo especificado é alcançado pela utilização da unidade de energia das ondas ou da instalação de energia das ondas reivindicada para gerar energia eléctrica, ganhando desse modo vantagens do tipo indicado acima. 0 objectivo especificado é alcançado num quarto aspecto do invento pelo facto de um método do género descrito no preâmbulo da reivindicação 45 compreender as medidas especiais de tornar o rotor permanentemente magnético e proporcionar o estator com um enrolamento que forma uma pluralidade de pólos distribuídos na direcção de movimento do rotor.

De acordo com uma concretização preferida, o método reivindicado é utilizado ao mesmo tempo que se faz uso da unidade de energia das ondas e das suas concretizações preferidas. São assim ganhas vantagens equivalente às descritas acima para a unidade de energia das ondas e das suas concretizações preferidas.

De acordo com uma outra concretização preferida, o estator está colocado directamente sobre o fundo do mar/lago ou sobre uma placa de base que assenta sobre o fundo, e é feito um recesso no fundo do mar centralmente por baixo do gerador, correspondendo a profundidade do recesso ao comprimento do rotor.

Colocar o estator directamente sobre o fundo do mar, através da placa de base, oferece a melhor estabilidade possível à unidade e é fácil de segurar a mesma no lugar. Graças ao recesso central no fundo do mar o rotor pode mover-se em todo o percurso através do estator de modo que toda a energia cinética disponível seja convertida e se faça uso da mesma. 16 ΕΡ 1 474 607/ΡΤ

De acordo com ainda uma outra concretização preferida, a energia gerada é conduzida para uma estação de aparelhagem de comutação, os componentes da qual estão dispostos num recipiente estanque à água, recipiente esse que está ancorado no fundo do mar.

As concretizações preferidas do método reivindicado descrito acima são definidas nas reivindicações subordinadas à reivindicação 45.

De acordo com uma concretização adicional preferida a unidade de energia das ondas compreende um sistema de componentes, os componentes compreendem uma pluralidade de módulos de estator de tipo normalizado uniforme, módulos de estator esses que são adequados para estarem dispostos num número óptimo lado a lado, distribuídos à volta da linha central do rotor.

Graças ao sistema é possível construir geradores lineares de várias alturas e dimensões de secção transversal diferentes, utilizando um e o mesmo tipo de componente básico. 0 princípio de construção modular sobre o qual o sistema se baseia melhora assim grandemente as mudanças de construir instalações de energia das ondas financeiramente competitivas. Condições diferentes para instalações de energia das ondas diferentes não necessitam de soluções feitas à medida para cada caso individual, uma vez que a solução de módulo permite um ajustamento simples.

De acordo com uma concretização preferida, os componentes compreendem uma pluralidade de imanes permanentes de tipo normalizado uniforme, imanes permanentes esses que são adequados para serem fixos num número opcional a um corpo de rotor em linha um depois do outro na direcção de movimento do rotor e/ou para serem seguros num número opcional ao corpo de rotor lado a lado, distribuídos em torno da linha central do rotor, sendo os imanes permanentes adequados aos módulos de estator.

Esta concretização vai mais dentro no conceito da modularização representada pelo sistema reivindicado, uma vez que o rotor também pode ser construído por componentes 17 ΕΡ 1 474 607/ΡΤ normalizados. A concretização acentua assim ainda as vantagens associadas a tal sistema. A concretização preferida do sistema reivindicado descrito acima é definida nas reivindicações subordinadas à reivindicação 54.

Finalmente, segundo o sexto aspecto do invento, o objectivo especificado é alcançado pelo facto de um método de fabricar um gerador linear para uma unidade de energia das ondas de acordo com o invento compreender as medidas especiais de fabricar o estator a partir de módulos de estator de tipo normalizado uniforme, construindo o estator a partir de uma pluralidade de pilhas laminadas dispostas de modo regular distribuídas lado a lado em torno da linha central do rotor, e pelo facto de cada pilha laminada ser composta por um ou mais módulos de estator dispostos em linha um a seguir ao outro na direcção de movimento do rotor. 0 método reivindicado de fabrico explora as possibilidades do fabrico com base em módulos que se oferece pelo sistema reivindicado e contribui com vantagens correspondentes. Cada módulo é testado de modo adequado antes da montagem.

De acordo com uma concretização preferida do método de fabrico, o rotor é fabricado a partir de imanes permanentes de tipo normalizado, sendo uma pluralidade destes fixa a um corpo de rotor, distribuídos de modo regular lado a alado em torno da linha central do rotor, e estando um ou mais dos mesmos seguro em linha um a seguir ao outro na direcção de movimento do rotor.

Esta concretização do método de fabrico reivindicado toma o princípio da construção modular ainda mais e fortalece as vantagens alcançadas por meio disso. A concretização preferida do método de fabrico reivindicado descrito acima é definida na reivindicação subordinada à reivindicação 56. 18

ΕΡ 1 474 6Ο7/PT Ο invento está descrito em maior detalhe na descrição detalhada que se segue dos exemplos vantajosos do invento com referência aos desenhos anexos.

Breve descrição dos desenhos A figura 1 é uma vista esquemática a partir do lado de uma unidade de energia das ondas de acordo com o invento. A figura 2 é uma secção ao longo da linha II-II na figura 1. A figura 3 é uma secção equivalente à secção na figura 2, de uma concretização alternativa. A figura 4 é uma vista em perspectiva de um modulo de uma pilha laminada de acordo com o invento. A figura 5 é uma secção equivalente à secção na figura 2, e ilustra um exemplo do enrolamento de estator. A figura 6 é uma vista a partir do lado de um módulo de uma pilha laminada de acordo com uma concretização alternativa. A figura 7 é uma secção similar à secção na figura 2, e ilustra um detalhe do invento. A figura 8 mostra um exemplo alternativo de um detalhe equivalente ao detalhe mostrado na figura 7. A figura 9 é uma vista lateral esquemática do gerador de acordo com uma concretização alternativa. A figura 10 é um diagrama que ilustra como uma pluralidade de unidades de acordo com o invento estão ligadas em conjunto para formar uma instalação de energia das ondas. A figura 11 é uma vista em perspectiva de um rotor numa concretização do invento. 19 ΕΡ 1 474 607/ΡΤ A figura 12 ilustra uma vista a partir do lado de um detalhe numa unidade de acordo com uma concretização. A figura 13 ilustra um outro detalhe num esboço de configuração.

As figuras 14-16 são vistas laterais de concretizações alternativas do gerador linear de acordo com o invento. A figura 17 é uma secção que corresponde à secção II-II na figura 1, de uma concretização alternativa do gerador linear. A figura 18 é uma vista a partir do lado de uma outra concretização alternativa de uma unidade de acordo com o invento. A figura 19 ilustra um sistema de componentes de acordo com o invento. A figura 20 ilustra como a unidade de energia das ondas forma uma instalação de energia das ondas e como a mesma é ligada a uma rede eléctrica de fornecimento. A figura 21 ilustra uma vista lateral da unidade de energia das ondas ligada a uma estação de aparelhagem de comutação. A figura 22 ilustra um método alternativo de ligar a unidade de energia das ondas a uma rede de fornecimento.

As figuras 23-26 são cartas que ilustram vários exemplos de converter a tensão numa instalação de energia de acordo com o invento. A figura 27 ilustra um exemplo de rectificação alternativo.

Descrição das concretizações vantajosas A figura 1 ilustra o principio de uma unidade de energia das ondas de acordo com o invento. Um corpo flutuante 3 está 20

ΕΡ 1 474 6 Ο 7/PT disposto para flutuar sobre a superfície 2 do oceano. As ondas transmitem um movimento vertical para a frente e para trás ao corpo flutuante 3. Um gerador linear 5 encontra-se ancorado no fundo do mar através de uma placa de base 8 segura no fundo. A placa pode ser de betão. O estator 6a, 6c do gerador linear está seguro à placa de base 8. O estator consiste em quatro pilhas laminadas verticais tipo pilar, sendo apenas duas das quais visíveis na figura. O rotor 7 do gerador está disposto entre as pilhas laminadas e encontra-se ligado ao corpo flutuante 3 por um cabo 4. O rotor 7 é de um material permanentemente magnético. A placa de base 8 tem um orifício disposto centralmente 10 e, concentricamente com este, é feito um recesso de fundo 9 no fundo do mar. O recesso 9 pode ser adequadamente revestido. Uma mola de tensão 11 está segura na extremidade inferior do recesso 9 e a outra extremidade da mola está fixa à extremidade inferior do rotor 7. O diâmetro do orifício 10 na placa de base 8 e do recesso 9 é tal que o rotor 7 pode mover-se livremente através do mesmo.

Cada pilha laminada 6a, 6c é composta por um número de módulos. No exemplo ilustrado a pilha laminada 6a é marcada para indicar como está dividida em três módulos dispostos verticalmente 61, 62, 63.

Quando o corpo flutuante 3 se move para cima e para baixo devido ao movimento das ondas na superfície 2 do oceano, este movimento é transmitido através do cabo 4 ao rotor 7 o qual adquire assim um movimento equivalente para a frente e para trás entre as pilhas laminadas. É assim gerada corrente nos enrolamentos de estator. O recesso 9 permite que o rotor passe todo o estator no seu movimento para baixo. A mola de tensão 11 dá uma força adicionada ao movimento para baixo de modo que o cabo 4 é mantido esticado em todos os instantes. A mola também pode ser concebida de modo a que em certas situações também possa exercer uma força para cima. A constante da mola da mola pode ser controlada por uns meios de controlo 28, de modo que a ressonância seja alcançada num período de tempo tão grande quanto possível. 21

ΕΡ 1 474 6 Ο 7/PT Ο estator está inteiramente ou parcialmente impregnado com VPI ou silício de modo que possa resistir à água salgada. A figura 2 é uma secção ao longo da linha Il-ll na figura 1. Neste exemplo o rotor 7 tem uma secção transversal quadrática e uma pilha laminada 6a-6d está disposta em cada lado do rotor 7. 12a-12d designam os enrolamentos das respectivas pilhas laminadas. A orientação das placas em cada pilha laminada também está clara a partir da figura. 0 intervalo de ar entre o rotor e as pilhas laminadas adjacentes encontra-se na ordem de alguns mm.

Numa secção correspondente a figura 3 ilustra uma concretização alternativa na qual a secção transversal do rotor 7 se encontra na forma de um octaedro e o número de pilhas laminadas é, por conseguinte, oito.

Entender-se-á que a forma em secção transversal do rotor pode ser um polígono com um número opcional de lados. 0 polígono é de preferência, mas não necessariamente, regular. 0 rotor pode até ser circular. Ao dispor as pilhas laminadas voltadas para diferentes direcções tudo à volta do rotor, é utilizado tanto quanto possível do campo magnético para induzir corrente. A figura 4 mostra um módulo 61 de uma pilha laminada em perspectiva. Os módulos consistem numa pilha de placas 13 mantidas em conjunto por parafusos 14 e providas de fendas 15 para o enrolamento 12. A distância de pólo a, i.e., a distância entre as camadas de enrolamento deve ser tão pequena quanto possível de modo a obter-se tantos pólos quanto possível para um comprimento específico de estator, e assim uma frequência elevada para a corrente induzida. Uma distância de pólo adequada na prática é cerca de 8 mm, sendo a largura da fenda cerca de 4 mm e sendo a largura do dente da placa consequentemente também 4 mm.

Uma pilha laminada pode consistir num ou mais módulos desses. Cada módulo tem normalmente uma pluralidade de pólos, tal como mostrado na figura 4. Contudo, módulos com apenas um pólo em cada módulo também são uma alternativa. 22 ΕΡ 1 474 607/ΡΤ Ο enrolamento de estator 12 pode ser comum às várias pilhas laminadas 6a-6d, tal como ilustrado na figura 5. A figura 6 ilustra uma alternativa na qual cada pilha laminada tem um enrolamento individual. A figura mostra um módulo com dois pólos. 0 isolamento do enrolamento compreende uma camada resistente à água salgada, a qual pode suportar uma tensão até 6 kV. A camada pode ser um polimero tal como PVC ou semelhante. Em alternativa, pode ser utilizado um arame esmaltado. 0 condutor consiste em alumínio ou cobre.

De modo que o intervalo de ar possa ser tão pequeno quanto possível é importante que o movimento do rotor 7 seja controlado com cuidado. A figura 7, a qual é uma secção transversal esquemática através do gerador linear, ilustra como isto pode ser alcançado de uma maneira simples e segura. Neste caso, o rotor tem secção transversal quadrática com cantos chanfrados. Está disposta em cada canto uma guia 16a-16d. Cada guia está segura pela sua extremidade inferior à placa de base 8 (ver figura 1) e prolonga-se verticalmente para cima, paralela com as pilhas laminadas 6a-6d. As quatro guias asseguram com exactidão o controlo centrado do movimento do rotor.

Uma concretização alternativa encontra-se ilustrada na figura 8. Neste caso, o rotor 7 tem um orifício quadrático central que corre longitudinalmente através do mesmo, no qual está disposta uma guia central 16. 0 gerador ilustrado na figura 1 tem uma parte de estator que tem aproximadamente duas vezes o comprimento do rotor. A figura 9 mostra uma concretização alternativa na qual, em vez disso, o rotor 7 tem aproximadamente duas vezes o comprimento do estator 6. A instalação de energia das ondas de acordo com o invento consiste em duas ou mais unidades do tipo descrito acima. A figura 10 ilustra como estas estão ligadas em conjunto para fornecer energia a uma rede eléctrica de fornecimento. No exemplo mostrado a instalação de energia 23

ΕΡ 1 474 6 Ο 7/PT consiste em três unidades, simbolicamente designadas por 20a-20c. Cada unidade está ligada através de um interruptor ou contator 21 e um rectificador 22 a um inversor 23 numa ligação bipolar de acordo com a figura. O diagrama de circuito é apenas arrastado para dentro para a unidade 20a. Entender-se-á que as outras unidades 20b, 20c se encontram ligadas de maneira correspondente. O inversor 23 fornece corrente de três fases à rede eléctrica de fornecimento 25, possivelmente através de um transformador 24 e/ou um filtro. Os rectificadores podem ser diodos os quais podem ser controlados e do tipo IGBT, GTO ou tiristores, compreendem componentes bipolares controlados ou não controlados.

As tensões no lado CC podem ser ligadas em paralelo ou em série ou uma combinação de ambas. O rotor 7, mostrado em perspectiva na figura 11, está provido de um número de imanes permanentes 26 situados numa fila em cada lado do corpo de rotor 27. Neste exemplo o rotor tem quatro lados para cooperar com quatro pilhas laminadas.

Os imanes permanentes 26 podem ter adequadamente a mesma concepção para configurações de rotor de vários tipos, e.g., comprimentos diferentes e números diferentes de lados em circunferência. Os imanes permanentes são então fixos a um corpo de rotor 27. O corpo de rotor também pode ser de desenho normalizado ou individualmente ajustado, dependendo de quantos lados o rotor vier a ter. A figura 12 ilustra como o cabo 4 está provido de uns meios de controlo para controlarem o seu comprimento activo, i.e., a distância entre o corpo flutuante 3 e o rotor 7. Neste caso, os meios de controlo consistem num cilindro 29 fixo ao corpo flutuante, em cuja parte do cabo se pode enrolar. Os meios de controlo também podem ser concebidos de uma outra maneira e alternativamente dispostos na ligação do cabo ao rotor ou em outro lado no meio do cabo. Os meios de controlo permitem que o comprimento dos cabos seja ajustado para diferentes condições de águas afectadas pelas marés. Também se podem utilizar para posicionar o corpo flutuante imediatamente por baixo da superfície da água. Se os meios de ligação não forem um cabo, e.g., um arame ou corrente ou 24 ΕΡ 1 474 607/ΡΤ hastes unidas, devem utilizar-se para isso uns meios de controlo adequados. A figura 13 ilustra uma concretização na qual o cabo está ligado ao rotor através de um mecanismo de engrenagem. No exemplo mostrado, o mecanismo de engrenagem consiste num êmbolo 30 seguro ao cabo e disposto para se mover para cima e para baixo de modo vedado num recipiente 32 preenchido com liquido, e num êmbolo 31 ligado ao rotor 7 e similarmente disposto para se mover para cima e para baixo no recipiente 32. O êmbolo 30 ligado ao cabo 4 e a parte do recipiente 32 que coopera com o mesmo, têm um diâmetro maior do que o êmbolo 31 ligado ao rotor 7 e a parte do recipiente 32 que coopera com o mesmo. A posição do recipiente é fixa de modo adequado. Esta disposição produz uma relação entre o movimento vertical do cabo e movimento vertical do rotor que corresponde à relação de área entre os êmbolos. O mecanismo de engrenagem pode em alternativa ser na forma de um sistema de ligação, accionamento de engrenagem dentada, ou com a ajuda de parafusos de passo diferente. O mecanismo de engrenagem também pode ser concebido para permitir o ajustamento da relação de engrenagem.

Na concretização mostrada na figura 14 cada pilha laminada 6a, 6c assenta numa parte de suporte 33a, 33c. Cada parte de suporte está segura à placa de base 8 que assenta sobre o fundo do mar 1. A altura das partes de suporte 33a, 33c é, pelo menos, tão grande quanto o comprimento do rotor 7 de modo que este pode passar todo o estator 6. A placa de base 8 e as partes de suporte 33a, 33c estão adequadamente embutidas em betão e a sua massa deve ser umas dezenas de toneladas.

Na concretização ilustrada na figura 15, todo o gerador linear está envolvido num invólucro de betão formado pelo alojamento 34 e a placa de base 8.

No exemplo na figura 16 cada pilha laminada 6a, 6c está embutida num invólucro de betão 35a, 35c. O rotor 7 está também envolvido num invólucro de betão 36. 25 ΕΡ 1 474 607/ΡΤ A figura 17 mostra uma secção transversal através de uma concretização alternativa do gerador linear. 0 rotor 7, neste caso octogonal e oco, tem tanto os imanes permanentes 26 dirigidos para fora que cooperarem com cada pilha laminada 6a, 6b, etc., como os imanes permanentes 26a dirigidos para dentro que cooperam com uma pilha laminada octogonal disposta centralmente no lado de dentro do rotor 7. A figura 18 ilustra um exemplo no qual um corpo flutuante 3 é comum aos rotores 7a, 7b para dois geradores lineares diferentes. 0 cabo 4 está ligado a uma haste horizontal 38 a qual está ligada por cabos 4a, 4b a cada rotor 7a, 7b. A figura 19 ilustra um sistema de componentes com um número de módulos de estator idênticos 6 e um número de imanes permanentes idênticos 26. Um gerador linear de comprimento e secção transversal opcionais podem ser montados utilizando os componentes. Cada módulo está assim adequadamente concebido de modo que pode ser testado como um componente individual. A figura 20 ilustra uma instalação de energia das ondas que tem vários geradores 20, 20b, 20c ligados em conjunto. Está disposto um rectificador em cada gerador e a corrente CC é conduzida, através de cabos 39 dispostos sobre o fundo do mar, até uma estação em terra provida de um inversor 23, um transformador 24 e um filtro 41, a partir de onde é fornecida energia eléctrica para uma rede de distribuição ou transmissão. A figura 21 é um esboço de configuração básico que ilustra uma outra concretização vantajosa do invento. Uma estação de aparelhagem de comutação está disposta a assentar no fundo do mar B. A estação de aparelhagem de comutação 101 consiste num recipiente estanque à água formado por um alojamento 102 e uma placa de fundo 103 a qual pode ser de betão, por exemplo. A estação de aparelhagem de comutação 101 encontra-se ancorada no fundo do mar B. Os geradores 104-109 de um número de unidades de energia das ondas encontram-se ligados à estação de aparelhagem de comutação. 26 ΕΡ 1 474 607/ΡΤ

Cada unidade de gerador 104-109 encontra-se electricamente ligada à estação de aparelhagem de comutação 101 por cabos 110-115 os quais, através de fios de ligação através do alojamento 102, são ligados aos componentes no lado de dentro da estação de aparelhagem de comutação. A tensão é fornecida a partir de cada unidade como baixa tensão continua ou tensão alterna.

Os componentes na estação de aparelhagem de comutação 101 são de tipo convencional e não estão mostrados nas figuras. Estes componentes podem incluir semicondutores, conversores, interruptores, dispositivos de medição, protecção por relé, desviadores de impulso e outros dispositivos de protecção de sobretensão, meios de ligação à terra, acopladores de carga ou desligadores, assim como transformadores. A estação de aparelhagem de comutação fornece uma tensão de saída contínua ou alterna, de preferência alta tensão, através dos cabos de saída 116. A tensão alterna tem baixa frequência e pode ser de três fases ou de múltiplas fases. Também podem ser utilizadas as frequências normalizadas tais como 50 ou 60 Hz. A baixa tensão que entra é convertida em alta tensão que sai pelo transformador na estação de aparelhagem de comutação. O conversor ou inversor na estação de aparelhagem de comutação é utilizado quando necessário para o conversor CC-CA ou vice-versa. A tensão é fornecida a uma estação de recepção localizada em terra, possivelmente através de uma estação intermédia, para ser alimentada para fora numa rede eléctrica de fornecimento. A figura 22 ilustra um exemplo de um sistema de acordo com o invento que pode ser conveniente quando um grande número de unidades de gerador estiver incluído no sistema. A figura é uma representação simbólica do sistema visto na perspective de olho de pássaro e mostra uma área de mar H à esquerda da figura e uma área de terra L à direita. Os componentes à esquerda da figura estão localizados 27

ΕΡ 1 474 6 Ο 7/PT parcialmente por baixo e parcialmente acima da superfície da água. O sistema compreende um primeiro grupo de unidades de gerador 104a-106a, um segundo grupo de unidades de gerador 104b-106b e um terceiro grupo de unidades de gerador 104c-106c. As unidades de gerador 104a-106a no primeiro grupo estão ligadas através de cabos debaixo de água a uma primeira estação de aparelhagem de comutação 111a localizada abaixo da superfície da água. Similarmente, os dois outros grupos de geradores 104b-106b e 104c-106c estão ligados a uma segunda estação de aparelhagem de comutação 111b e uma terceira estação de aparelhagem de comutação 111c, respectivamente. Cada uma das estações de aparelhagem de comutação lOla-lOlc está ligada através de cabos debaixo de água 116a-116c a uma estação intermédia 117, também localizada abaixo da superfície da água. A tensão é conduzida a partir da estação intermédia 117 como uma tensão alterna de três fases de baixa frequência através de cabos debaixo de água 118 para uma estação de recepção 119 localizada em terra. A tensão é convertida na estação de recepção para uma frequência normalizada tal como 50 ou 60 Hz. A distância entre as unidades de gerador e a estação intermédia pode ser de um quilómetro ou isso até muitas dezenas de quilómetros. Quando o sistema é construído tal como mostrado na figura 22, a distância entre por um lado a estação de aparelhagem de comutação e a estação intermédia e por outro lado a estação intermédia e a estação de recepção, pode ser optimizada. A transmissão a partir das unidades de gerador para uma estação de recepção em terra pode ter lugar de várias maneiras com várias conversões de tensão: As figuras 23 a 26 ilustram esquematicamente alguns exemplos disto. Em cada exemplo as unidades de gerador estão dispostas à esquerda e a estação de recepção em terra L à direita nas figuras. 121 indica um conversor/inversor e 122 um transformador elevador. Nas figuras 23 e 24 as unidades de gerador fornecem tensão contínua o que na figura 23 é transmitido a terra como tensão alterna e na figura 24 como tensão contínua. 28 ΕΡ 1 474 607/ΡΤ

Nas figuras 25 e 26 as unidades de gerador fornecem tensão alterna a qual é convertida em tensão continua. Na figura 25 isto é transmitido a terra como tensão alterna e na Figura 26 como tensão contínua.

Muitas outras alternativas são possíveis dentro do âmbito do invento. Um rectificador de onda completa do tipo ilustrado na Figura 27 pode por exemplo ser utilizado.

Os filtros e os meios de armazenamento de energia também podem ser alojados em cada estação de aparelhagem de comutação 111 e/ou na estação intermédia 117. Os meios de armazenamento de energia podem consistir em baterias, condensadores, tipos de SMES, volantes ou combinações dos mesmos, por exemplo. Os filtros podem compreender componentes activos de maneira semelhante aos conversores. Os filtros LC passivos e os componentes electromecânicos tais como os conversores de volante ou os condensadores síncronos também são possíveis.

Lisboa,

Claims (54)

1. ΕΡ 1 474 607/ΡΤ 1/9 REIVINDICAÇÕES 1 - Unidade de energia das ondas para a produção de energia eléctrica que compreende um corpo flutuante (3) e um gerador linear eléctrico (5) cujo rotor (7) por meios de ligação se encontra ligado ao corpo flutuante (3) e cujo estator (6) está disposto para ser ancorado no fundo (1) de um mar/lago, em que o rotor (7) está permanentemente magnético, caracterizada por o estator (6) compreender um enrolamento que forma uma pluralidade de pólos distribuídos na direcção de movimento do rotor (7).
2. 2 - Unidade de energia das ondas tal como reivindicada na reivindicação 1, caracterizada por o rotor estar orientado verticalmente.
3. 3 - Unidade de energia das ondas tal como reivindicada na reivindicação 1 ou reivindicação 2, caracterizada por o rotor compreender uma pluralidade de imanes permanentes distribuídos na direcção de movimento do rotor.
4. 4 - Unidade de energia das ondas tal como reivindicada em qualquer uma das reivindicações 1-3, caracterizada por a distância entre os pólos vista na direcção de movimento do rotor (7) ser inferior a 50 mm, de preferência inferior a 10 mm.
5. 5 - Unidade de energia das ondas tal como reivindicada em qualquer uma das reivindicações 1-4, caracterizada por o estator (6) compreender uma pluralidade de pilhas laminadas (6a-6d) distribuídas de modo regular à volta do rotor.
6. 6 - Unidade de energia das ondas tal como reivindicada na reivindicação 5, caracterizada por o rotor (7) estar conformado como um polígono regular e por o número de pilhas laminadas (6a-6d) ser igual ao número de lados do polígono.
7. 7 - Unidade de energia das ondas tal como reivindicada na reivindicação 5 ou reivindicação 6, caracterizada por cada pilha laminada (6a-6d) ser composta por uma pluralidade de módulos dispostos um a seguir ao outro na direcção de movimento do rotor (7). ΕΡ 1 474 607/ΡΤ 2/9
8. 8 - Unidade de energia das ondas tal como reivindicada em qualquer uma das reivindicações 5-7, caracterizada por o rotor compreender uma pluralidade de imanes permanentes distribuídos em torno da sua circunferência e dispostos de tal maneira que numa secção transversal opcional do rotor um íman permanente estar voltado para cada pilha laminada.
9. 9 - Unidade de energia das ondas tal como reivindicada na reivindicação 8, caracterizada por o rotor compreender um corpo de rotor no qual estão montados os imanes.
10. 10 - Unidade de energia das ondas tal como reivindicada em qualquer uma das reivindicações 1-9, caracterizada por o comprimento do rotor (7) e por o do estator (6) diferirem um do outro.
11. 11 - Unidade de energia das ondas tal como reivindicada na reivindicação 10, caracterizada por o rotor ser mais comprido do que o estator.
12. 12 - Unidade de energia das ondas tal como reivindicada em qualquer uma das reivindicações 1-11, caracterizada por um ou mais elementos de guia (16) estar/estarem dispostos para controlar o rotor (7).
13. 13 - Unidade de energia das ondas tal como reivindicada em qualquer uma das reivindicações 1-12, caracterizada por pelo menos uma parte dos meios de ligação (4) ser flexível.
14. 14 - Unidade de energia das ondas tal como reivindicada na reivindicação 13, caracterizada por os meios de ligação compreenderem um cabo, arame ou corrente.
15. 15 - Unidade de energia das ondas tal como reivindicada na reivindicação 13 ou reivindicação 14, caracterizada por compreender meios de mola (11) dispostos para exercer uma força sobre o rotor.
16. 16 - Unidade de energia das ondas tal como reivindicada na reivindicação 15, caracterizada por a constante da mola dos meios de mola ser ajustável. ΕΡ 1 474 607/ΡΤ 3/9
17. 17 - Unidade de energia das ondas tal como reivindicada em qualquer uma das reivindicações 1-16, caracterizada por o comprimento dos meios de ligação ser ajustável.
18. 18 - Unidade de energia das ondas tal como reivindicada em qualquer uma das reivindicações 1-17, caracterizada por compreender um mecanismo de engrenagem que produz uma relação de engrenagem entre o movimento do corpo flutuante e o movimento do rotor.
19. 19 - Unidade de energia das ondas tal como reivindicada na reivindicação 18, caracterizada por o mecanismo de engrenagem estar disposto onde os meios de ligação se unem ao rotor.
20. 20 - Unidade de energia das ondas tal como reivindicada em qualquer uma das reivindicações 1-19, caracterizada por o gerador linear estar seguro à placa de base disposta para assentar sobre o fundo do mar/lago.
21. 21 - Unidade de energia das ondas tal como reivindicada em qualquer uma das reivindicações 1-20, caracterizada por o estator ser suportado por um suporte seguro à placa de base e concebido de tal modo que forma um espaço livre central de dimensões de secção transversal suficientes para permitir que o rotor entre no espaço, espaço esse que é pelo menos tão alto quanto o rotor é comprido.
22. 22 - Unidade de energia das ondas tal como reivindicada em qualquer uma das reivindicações 1-21, caracterizada por o gerador linear estar envolvido num alojamento estanque à água.
23. 23 - Unidade de energia das ondas tal como reivindicada na reivindicação 22, caracterizada por os meios de ligação se prolongarem para dentro do alojamento e por o fio atravessante ser proporcionado com um vedante ou foles.
24. 24 - Unidade de energia das ondas tal como reivindicada na reivindicação 22, caracterizada por o alojamento ser preenchido com um liquido. ΕΡ 1 474 6 Ο 7/PT 4/9
25. 25 - Unidade de energia das ondas tal como reivindicada em qualquer uma das reivindicações 18-24, caracterizada por a placa de base, suporte e/ou alojamento ser/serem principalmente feitos de betão.
26. 26 - Unidade de energia das ondas tal como reivindicada em qualquer uma das reivindicações 1-20, caracterizada por o estator ser pelo menos parcialmente embutido num material sólido e/ou por o rotor ser pelo menos parcialmente embutido num material sólido, sendo o referido material de preferência betão.
27. 27 - Unidade de energia das ondas tal como reivindicada em qualquer uma das reivindicações 1-26, caracterizada por o rotor ser oco e estar provido de imanes permanentes dirigidos ambos para fora e para dentro, e por as pilhas laminadas estarem dispostas quer no lado de fora quer no lado de dentro do rotor.
28. 28 - Unidade de energia das ondas tal como reivindicada em qualquer uma das reivindicações 1-27, caracterizada por o corpo flutuante estar ligado pelos meios de ligação ao rotor de cada um de uma pluralidade de geradores lineares.
29. 29 - Unidade de energia das ondas tal como reivindicada em qualquer uma das reivindicações 1-28, caracterizada por os enrolamentos de estator estarem ligados a um rectificador, rectificador esse que está de preferência disposto perto do gerador linear por baixo da superfície da água, se se aplicar de preferência no lado de dentro do alojamento.
30. 30 - Unidade de energia das ondas tal como reivindicada em qualquer uma das reivindicações 1-29, caracterizada por o gerador estar disposto para produzir uma tensão de frequência variada.
31. 31 - Unidade de energia das ondas tal como reivindicada em qualquer uma das reivindicações 1-30, caracterizada por o gerador estar disposto para fornecer corrente de múltiplas fases. ΕΡ 1 474 6 Ο 7/PT 5/9
32. 32 - Instalação de energia das ondas que compreende uma pluralidade de unidades de energia das ondas (20a-20g) tal como reivindicada em qualquer uma das reivindicações 1-31, caracterizada por o enrolamento de estator de cada unidade de energia das ondas estar ligado através de um rectificador (22) a um inversor (23) o qual é comum a uma pluralidade de unidades de energia das ondas (20a-20g), inversor esse que está disposto para fornecer energia para uma rede eléctrica de fornecimento (25).
33. 33 - Instalação de energia das ondas tal como reivindicada na reivindicação 32, caracterizada por pelo menos uma estação de aparelhagem de comutação eléctrica estar ligada à unidade de energia das ondas, estação de aparelhagem de comutação eléctrica essa que compreende um recipiente estanque à água que envolve componentes de aparelhagem de comutação, recipiente esse que está ancorado no fundo do mar. 34 - instalação de energia das ondas tal como reivindicada na reivindicação 33, caracterizada por uma pluralidade de estações de aparelhagem de comutação estarem ligadas à unidade de energia das ondas, estando cada estação de aparelhagem de comutação ligada a um número de unidades de energia das ondas.
34. 35 - Instalação de energia das ondas tal como reivindicada na reivindicação 33 ou reivindicação 34, caracterizada por cada estação de aparelhagem de comutação estar ligada a uma estação de recepção disposta em terra.
35. 36 - Instalação de energia das ondas tal como reivindicada em qualquer uma das reivindicações 33-35, caracterizada por pelo menos uma das estações de aparelhagem de comutação compreender um transformador elevador e/ou uma estação intermédia que compreende um transformador elevador.
36. 37 - Instalação de energia das ondas tal como reivindicada em qualquer uma das reivindicações 33-36, caracterizada por pelo menos uma das estações de aparelhagem de comutação e/ou a estação intermédia compreender um conversor. ΕΡ 1 474 607/ΡΤ 6/9
37. 38 - Instalação de energia das ondas tal como reivindicada em qualquer uma das reivindicações 33-37, caracterizada por pelo menos uma das estações de aparelhagem de comutação e/ou a estação intermédia compreender meios para armazenar energia.
38. 39 - Instalação de energia das ondas tal como reivindicada em qualquer uma das reivindicações 33-38, caracterizada por pelo menos uma das estações de aparelhagem de comutação e/ou a estação intermédia compreender meios de filtragem para filtrar a corrente e a tensão que sai e/ou que entra. 40 - instalação de energia das ondas tal como reivindicada em qualquer uma das reivindicações 33-39, caracterizada por pelo menos uma das estações de aparelhagem de comutação e/ou a estação intermédia ser preenchida com liquido amortecido não corrosivo.
39. 41 - Instalação de energia das ondas tal como reivindicada em qualquer uma das reivindicações 32-40, caracterizada por um filtro e/ou um transformador estar/estarem dispostos a seguir ao inversor.
40. 42 - Instalação de energia das ondas tal como reivindicada na reivindicação 41, caracterizado por o inversor, filtro e/ou transformador estar/estarem dispostos em terra.
41. 43 - Instalação de energia das ondas tal como reivindicada em qualquer uma das reivindicações 32-42, caracterizada por cada unidade de energia das ondas estar ligada ao inversor através de um cabo disposto em ou perto do fundo do mar ou lago.
42. 44 - Utilização de uma unidade de energia das ondas tal como reivindicada em qualquer uma das reivindicações 1-31 ou uma instalação de energia das ondas tal como reivindicada em qualquer uma das reivindicações 32-43 para gerar energia eléctrica. ΕΡ 1 474 607/ΡΤ 7/9
43. 45 - Método de gerar energia eléctrica ao ligar um corpo flutuante ao rotor de um gerador linear eléctrico e ancorar o estator do gerador no fundo do mar ou lago, caracterizado por o rotor ser permanentemente magnético e por o estator estar provido de um enrolamento que forma uma pluralidade de pólos distribuídos na direcção de movimento do rotor.
44. 46 - Método tal como reivindicado na reivindicação 45, caracterizado por o método ser utilizado enguanto se faz uso de uma unidade de energia das ondas tal como reivindicada em gualguer uma das reivindicações 1-31.
45. 47 - Método tal como reivindicado em qualquer das reivindicações 45-46, caracterizado por o estator estar colocado directamente sobre o fundo do mar ou lago ou sobre uma placa de base que assenta sobre o fundo, e por um recesso estar feito no fundo do mar centralmente por baixo do gerador, correspondendo a profundidade do recesso ao comprimento do rotor. 8 - Método tal como reivindicado em qualquer uma das reivindicações 45-47, caracterizado por a energia gerada ser conduzida para uma estação de aparelhagem de comutação, os componentes da qual estão dispostos num recipiente estanque à água, recipiente esse que está ancorado no fundo do mar.
46. 49 - Método tal como reivindicado na reivindicação 48, caracterizado por a estação de aparelhagem de comutação estar encerrada numa estação de recepção disposta em terra.
47. 50 - Método tal como reivindicado na reivindicação 49, caracterizado por uma pluralidade de estações de aparelhagem de comutação estarem dispostas numa estação intermédia comum, estação intermédia essa que está ligada à estação de recepção.
48. 51 - Método tal como reivindicado em qualquer uma das reivindicações 48-50, caracterizado por pelo menos uma das estações de aparelhagem de comutação e/ou a estação intermédia estar disposta por baixo da superfície da água, de preferência perto do fundo do mar. ΕΡ 1 474 6Ο7/PT 8/9
49. 52 - Método tal como reivindicado em qualquer uma das reivindicações 48-51, caracterizado por a tensão gerada ser transformada por passos em pelo menos uma das estações de aparelhagem de comutação e/ou estação intermédia.
50. 53 - Método tal como reivindicado em qualquer uma das reivindicações 48-52, caracterizado por a tensão que sai a partir de pelo menos uma das estações de aparelhagem de comutação e/ou a partir da estação intermédia ser tensão alterna.
51. 54 - Unidade de energia das ondas tal como reivindicada em qualquer uma das reivindicações 1-31, caracterizada por a unidade de energia das ondas compreender um sistema de componentes, compreendendo os referidos componentes uma pluralidade de módulos de estator de tipo normalizado uniforme, módulos de estator esses que são adequados para estarem dispostos num número óptimo numa linha um a seguir ao outro na direcção de movimento do rotor e/ou adequados para estarem dispostos num número óptimo lado a lado, distribuídos em torno da linha central do rotor.
52. 55 - Unidade de energia das ondas tal como reivindicada na reivindicação 54, caracterizada por os componentes compreenderem uma pluralidade de imanes permanentes do tipo normalizado uniforme, imanes permanentes esses que são adequados para serem fixos num número opcional a um corpo de rotor em linha um a seguir ao outro na direcção de movimento do rotor e/ou adequados para serem seguros num número opcional ao corpo de rotor lado a lado, distribuídos em torno da linha central do rotor, e imanes permanentes esses que são adequados aos módulos de estator.
53. 56 - Método de fabricar um gerador linear para uma unidade de energia das ondas tal como reivindicada em qualquer uma das reivindicações 1-31, caracterizado por o estator ser fabricado a partir de módulos de estator do tipo normalizado uniforme, por o estator ser construído a partir de uma pluralidade de pilhas laminadas dispostas regularmente, distribuídas lado a lado em torno da linha central do rotor, e por cada pilha laminada ser composta por ΕΡ 1 474 607/ΡΤ 9/9 um ou mais módulos de estator dispostos em linha um a seguir ao outro na direcção de movimento do rotor.
54. 57 - Método tal como reivindicado na reivindicação 56, caracterizado por o rotor ser fabricado a partir de imanes permanentes do tipo normalizado uniforme, por uma pluralidade de imanes permanentes se encontrar fixa a um corpo de rotor, distribuídos regularmente lado a lado em torno da linha central do rotor, e por um ou mais imanes permanentes estar/estarem seguros em linha um a seguir ao outro na direcção de movimento do rotor. Lisboa,