PT1915528E - Conversor de energia das ondas de flutuação livre - Google Patents

Description

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DESCRIÇÃO "CONVERSOR DE ENERGIA DAS ONDAS DE FLUTUAÇÃO LIVRE" CAMPO DA INVENÇÃO Esta invenção refere-se à energia obtida dos oceanos e mais particularmente, conversores de energia das ondas (WEC, da sigla em inglês Wave Energy Converters) i . Em contraste com o restante dos sistemas WEC do estado da técnica, os quais capturam principalmente a energia proveniente das ondulações das ondas ou surto, quase todos na orientação do eixo vertical, de acordo com a presente invenção, a energia é extraída da propagação da onda no plano horizontal. Um "Tubo Flutuador" flutua na superfície da água e adapta-se à forma da onda. 0 ar e a água ficam presos no tubo e são segregados, devido à gravidade, em segmentos discretos ou golfadas ("Slugs") nas cristãs e cavas, respectivamente. Os segmentos são empurrados pelas ondas à medida que se propagam de uma extremidade do tubo para a outra. Desse modo, a energia é extraída em virtude da propagação das ondas. Os segmentos podem fluir mesmo contra a pressão, se aplicados na saída. A pressão total num tubo será a função da pressão diferencial cumulativa de todos os segmentos de água naquele tubo, menos as perdas.

DESCRIÇÃO DA TÉCNICA ANTERIOR

Os Conversores de Energia das Ondas (WEC) são conhecidos desde há muitos anos, e foi apenas durante a última década e meia mais ou menos que sérios esforços foram iniciados no sentido de os explorar comercialmente. Diversos dispositivos de conversão de energia das ondas do mar foram desenvolvidos desde então, mas apenas alguns destes dispositivos amadureceram até um estágio de testes em 2 ampla escala, mas nenhum dos mesmos foi ainda plenamente implementado em escala comercial. A principal desvantagem da energia das ondas é o custo antieconómico da extracção da energia das ondas.

Embora vários Conversores de Energia das Ondas (WEC) e muitas patentes relativas aos mesmos estejam actualmente disponíveis no mundo, ainda são feitos esforços para encontrar soluções verdadeiramente económicas e viáveis, especialmente para aplicação em escala global. 0 principal problema tem sido a complexidade e o elevado custo dos sistemas, que são ainda agravados pelos caprichos e rigores do oceano. 0 Conselho Mundial de Energia estima que 2TW de energia poderiam ser colhidos dos oceanos do mundo, o equivalente a duas vezes a produção de electricidade do mundo. No entanto, uma vez que as ondas não são nem constantes nem concentradas o suficiente, ainda não foi possível extrair e fornecer energia das ondas de forma viável. 0 principal problema com o desenho de conversores de energia das ondas tem sido na manipulação da vasta gama de variações de potência nas ondas do mar, desde aproximadamente uma média de 50 kW/m, com um pico a 10 MW/m (uma proporção de 1: 200) .

Além disso, a ênfase tem sido principalmente na melhoria da eficiência dos dispositivos, através de sofisticação cada vez maior. Como tal, os conversores de energia das ondas (WECs) do estado da técnica, tornaram-se altamente sofisticados, especializados e de tecnologias patenteadas. Isso traduz-se em escalada de custos, para além de aumentar o grau de dificuldade de implementação e manutenção. Acima de tudo, é improvável que qualquer dos WEC de hoje, possa ser implementado com recursos genéricos. Os dispositivos podem ser altamente 3 sofisticados, ainda mais eficientes em termos de energia, mas talvez não tão rentáveis em termos de custo/kW.

Deste modo, foi necessária uma solução verdadeiramente rentável e mais simples, que também ofereça um alto grau de capacidade de sobrevivência, facilidade de implementação e manutenção.

Tipos de Conversores de Energia das Ondas

Os dispositivos de conversão de energia do estado da técnica têm sido geralmente classificados nas seguintes categorias básicas, a saber:

Flutuador ou Dispositivos de Balanço (Bóias de elevação)

Estes aparelhos geram electricidade a partir da acção de oscilação e balanço de um objecto flutuante. 0 objecto pode ser montado a uma balsa flutuante ou a um dispositivo fixado no leito do oceano. Para gerar grandes quantidades de energia, uma grande quantidade destes dispositivos têm de ser instalados, cada um com seu próprio pistão e equipamento de tomada de potência.

Colunas de Água Oscilantes (OWC)

Estes dispositivos geram electricidade a partir da elevação e queda da água accionada pela onda num eixo cilíndrico. A coluna de água que sobe e desce acciona o ar para dentro e para fora do parte superior do eixo, alimentando uma turbina movida a ar.

Surto de Onda ou Dispositivos de Focagem (Galgamento)

Estes dispositivos na orla costeira, também chamados de sistemas de "canal cónico" ou "canal convergente" (tapchan), contam com uma estrutura montada no litoral para canalizar e concentrar as ondas, levando as mesmas para um reservatório elevado. 0 fluxo de água deste reservatório é usado para gerar electricidade, usando tecnologias de hidreléctricas padrão.

Conversores de Contorno Articulado 4 É um sistema de bóias que consiste em cilindros de aço tubulares, ligados uns aos outros por dobradiças, capazes de interagir com uma área de oceano muito grande ao longo do seu comprimento. A força que as ondas exercem em mover cada segmento em relação aos seus vizinhos é capturada por carneiros hidráulicos que pressionam o fluido para dentro de acumuladores, os quais, por sua vez, alimentam vários geradores.

Referência é também feita à Patente US N° 4,672,222, que proporciona um aparelho para a produção de electricidade a partir de movimento de onda num corpo de água composto de um sistema auto-estabilizado e expansível de forma modular de dispositivos de absorção pontual independentemente operativos com transmissão e geradores eléctricos respectivos. 0 pedido SU 1 129 407 descreve um conversor de energia das ondas que compreende um tubo flexível e um aparelho de entrada, em que o tubo flexível segue a forma da onda e é flutuável sobre a superfície das ondas e a entrada é ligada ao tubo flexível, sendo todo o aparelho ancorado e voltado para as ondas em aproximação. O pedido RU 2 004 837 refere-se a engenharia de energia hidráulica e pode ser utilizado em instalações de propulsão de onda. O equipamento regulador da instalação de energia de onda é conectado a um conversor e contém um tubo flexível flutuante no qual são fixadas válvulas de controlo. A secção inicial do tubo é proporcionada com reservatórios de lastro, enquanto as válvulas de controlo são posicionadas de modo uniforme ao longo do tubo. O sistema de energia das onda descrito no documento GB 2 024 957 consiste em vários tubos/condutas ligadas de modo flexível a um flutuador do tipo balsa, que proporciona a 5 flutuação necessária. Os tubos são proporcionados com válvulas unidireccionais de entrada e de saída.

De modo semelhante, o pedido WO 84/00583 divulga um método de utilização da energia das ondas da superfície num corpo de líguido por meio de um dispositivo que compreende tubos flexíveis alongados proporcionados com válvulas anti-retorno.

Desta forma, existe desde há muito a necessidade de desenvolver um conversor de energia das ondas tal que supere as desvantagens da técnica anterior, e permita que a energia seja obtida de forma mais económica por meio de um método e aparelho mais simples. A presente invenção é bastante diferente dos restantes sistemas do estado da técnica. Sua singularidade reside principalmente no seu princípio de operação, em comparação com os sistemas WEC do restante do estado da técnica, que capturam energia principalmente da ondulação das ondas no eixo vertical ou surto, o FFWEC da presente invenção extrai energia da propagação da onda no plano horizontal. Além disso, e acima de tudo, o FFWEC não tem componentes de contacto e partes móveis; com excepção do(s) 'tubo(s) flexível(eis)' propriamente dito(s). Deste modo, o FFWEC é muito simples em concepção, construção, operações e de fácil manutenção.

SUMÁRIO DA INVENÇÃO O FFWEC da presente invenção de acordo com as características da reivindicação 1 consiste basicamente em tubos flexíveis que flutuam sobre as ondas do mar e convertem o movimento de onda horizontal ou progressivo directamente em energia cinética, bombeando ou empurrando ar e água através dos "tubos flexíveis", que podem ser utilizados para accionar geradores de energia 6 hidroeléctrica convencionais ou bombear água do mar para dentro de reservatórios, etc. 0 FFWEC da presente invenção compreende essencialmente um "tubo flexível" normalmente flutuante de comprimento adequado, ou uma pluralidade destes, que flutua na superfície do oceano e adapta-se à forma da onda, adequadamente ancorado de forma a manter o eixo longitudinal geralmente perpendicular à direcção ondas. Uma "entrada" especial, integralmente ligada à boca dos tubos flexíveis ingere golfadas/segmentos graduados de ar e água para dentro do tubo flexível, em sincronia com as ondas. 0 dispositivo funciona utilizando as ondas que avançam (progressão de onda) para empurrar "golfadas" separadas de água e de ar ao longo do comprimento do tubo, desse modo acumulando a pressão até que a mesma seja suficientemente elevada para accionar uma turbina ou bombear água do mar para dentro de reservatórios, etc. Vários desses tubos poderiam ser agrupados, em série e/ou em paralelo, para fazer uma forma de energia das ondas.

De acordo com a presente invenção, a energia é extraída a partir da propagação da onda no plano horizontal ao passo que no restante do estado da técnica os sistemas WEC capturam principalmente a energia das ondulações das ondas ou surto, quase todos no eixo vertical.

De acordo com a presente invenção água e ar entram/são sugados para o "tubo flexível" através da "entrada", e a água é recolhida nas cavas abaixo e o ar é aprisionado nas cristãs acima, em diferentes "segmentos", ao longo de todo o comprimento do tubo. À medida que as ondas propagam ao longo do comprimento do tubo, todos os segmentos seguem o movimento das ondas, com cada "segmento" movendo-se juntamente com a onda correspondente. Um fluxo contínuo de água e ar é assim criado. 7

No entanto, o acima só é verdadeiro quando a água no tubo é dividida em segmentos distintos, com a água e o ar nas cavas e cristãs, respectivamente. Caso contrário, nem a pressão nem o fluxo podem se desenvolver no tubo. Portanto, o "tubo flexível" pode também ser designado como uma bomba de deslocamento de onda não-positivo.

Se alguma resistência for aplicada à saída, a água nas cavas será empurrada para cima nos planos inclinados das cristãs anteriores, consequentemente aumentando a pressão no tubo. Se a contrapressão exceder a carga de pressão total, o sistema deixa de trabalhar. A pressão é maior na saída, e reduz progressivamente até o tubo, até que se torna negativa perto da saída, assim, água/ar são sugados à medida que as ondas avançam.

Uma entrada é um aparelho flutuável, ligado de forma flexível à garganta do "tubo flexível" através de um "tubo inflexível", mantido à tona por meio de uma pluralidade de reservatórios de flutuação, inflexíveis ou flexíveis, com ou sem provisão para controlar sua a flutuabilidade, quer individualmente ou colectivamente, de modo a proporcionar a flutuabilidade desejável e até cessar a operação por meio do completo afundamento ou flutuação do aparelho.

As entrada funciona para conferir alguma energia cinética para a golfada de água no momento de início "zero" e, subsequentemente, para ingerir quantidade/volume de ar e água graduado, em sincronia com as ondas.

No caso de clima de onda rigoroso, a entrada funciona para ingerir apenas água, de modo a afundar o tubo flexível ou a pluralidade destes, no qual o fluxo cessa. E sempre que necessário, ingerir apenas ar de modo a fazer flutuar o tubo todo, no qual o fluxo cessa. A "saída" é um tubo rígido ou um acoplamento, localizado na extremidade do "tubo flexível", que poderia ser ainda 8 ligado a um gerador de energia hidroeléctrica convencional ou um reservatório, através de uma "câmara de pressão". Em localizações próximas ao litoral, onde ondas reflectoras são esperadas, comprimentos adicionais de "tubos rígidos" podem ser ligados à saída para conduzir o fluxo de fluido para o gerador-turbina ou reservatório.

Com o restante das condições a permanecer constante, um aumento no número e comprimento dos tubos flexíveis, irá aumentar o volume do fluxo e a pressão, respectivamente.

Em localizações próximas ao litoral, onde ondas reflectoras são esperadas, comprimentos adicionais de "tubos rígidos" podem ser ligados ao "tubo flexível" para conduzir o fluxo de fluido para o alojamento do gerador/turbina ou qualquer outro conversor de energia ou para um reservatório.

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS A FIG. 1 ilustra o princípio da presente invenção. A FIG. 2 é uma impressão artística do conversor de energia das ondas de flutuação livre e a FIG. 2(b) ilustra uma forma de realização preferida. A FIG. 3 mostra golfadas de ar e água por baixo num tubo flexível durante a marcha lenta e condições de fluxo de pressão. A FIG. 4 ilustra uma entrada típica. A FIG. 5 ilustra a entrada com controle de flutuabilidade. A FIG. 6 ilustra a entrada com reservatório de flutuação inflável e controlo. A FIG. 7 ilustra a entrada com uma pluralidade de reservatórios flutuantes infláveis e controlo. 9

DESCRIÇÃO DETALHADA DAS FORMAS DE REALIZAÇÃO PREFERIDAS

Formas de realização da presente invenção serão descritas adiante especificamente com referência aos desenhos associados.

Um bom exemplo do "tubo flexível" WEC é o surf. À medida que um surfista monta uma onda, esta segue a ele, mas não a água. Num outro exemplo, digamos que, se uma folha fina e flexível de material impermeável é espalhada sobre uma sequência de onda e um pouco de água é vertida sobre ela, a água vai ficar imediatamente recolhida nas depressões e começar a fluir, juntamente com as ondas. Agora, em vez da folha acima, vamos usar um tubo oco flexível, tal como descrito no parágrafo abaixo:

Quando o FFWEC está em marcha lenta, ou seja, sem carga aplicada à saída, as golfadas de água permanecem na parte das cavas das ondas à medida que avança. Ao passo que, sob carga operacional as golfadas de água são empurradas para cima da cristã da onda anterior ao longo de todo o tubo flexível. Este aspecto foi ilustrado na Fig. 1 (a) e (b) , respectivamente. A FIG. 1 dos desenhos anexos ilustra o comportamento do segmento de ar e água num arranjo de tubo flexível. Para facilitar a compreensão, consideramos as ondas como sendo curvas regulares, tais como tubos em forma de "U"/ manómetros ligados em série 101. Vamos supor também que, inicialmente, a água é enche uniformemente todos os segmentos de cava do tubo 102, com o ar sendo aprisionado nos segmentos da cristã 103. Pode ser visto que, uma vez que todos os segmentos são ligados em série, qualquer força aplicada em qualquer ponto no tubo será transmitida por todo o comprimento do tubo. Assim, se for aplicada pressão pneumática a uma extremidade do tubo 104, esta "empurrará" todos os segmentos de água para cima da 10 inclinação da cristã da onda seguinte 105. Em outras palavras, uma coluna hidrostática será criada, que será igual à soma total de todos os deslocamentos em altura dos segmentos de água.

Por exemplo, se há 3 ondas de H de 1 m cada (deslocamento de água em cada segmento), a pressão hidrostática cumulativa será == 3 m (máx.) (que pode, teoricamente, ser aumentada até infinito).

Agora, em vez do experimento acima, se considerarmos uma sequência de ondas, o oposto vai acontecer; isto é, a pressão será gerada e os segmentos de água/ar começarão a fluir no tubo junto com a sequência de ondas. A invenção explora essa caracteristica do movimento das ondas. A energia que pode ser gerada por um tubo pode ser calculada por: P/l = 0,55 Hc2 x Ts por unidade de comprimento da cristã, com Hc sendo a altura significativa da onda e Ts o período da onda. Esta é a potência total por comprimento da onda e, como esta energia está a ser extraída da superfície, a energia que está abaixo da onda subiria para a substituir, até que quase a totalidade da energia que existia acima e abaixo da onda é progressivamente extraída. Deste modo, a energia máxima que o "tubo flexível" pode extrair será ao longo de todo o seu comprimento, muito mais do que por um dispositivo de "absorção pontual".

Durante condições normais de funcionamento, o tubo flexível pode ser feito flutuar com a porção das cristãs permanecendo acima da superfície da água e das cavas que passam abaixo do mesmo. Ao fazê-lo a altura efectiva da onda pode ser aumentada a partir da onda real até a que é presumida pelo tubo flexível. Isto também ajuda quando as alturas das ondas reais aumentam. 0 tubo flexível absorve a folga. 11 A FIG. 2 ilustra uma impressão artística do FFWEC que descreve o arranjo que representa as ondas que se deslocam em direcção à costa 202 ondas reflectidas próximas da costa (área de "turbulência") 203, pluralidade de "tubo flexível" - ar - entrada de água 204-205, respectivamente, também ligados ao colector 206, depois ao "tubo rígido" na "área de turbulência" 207, terminando na "câmara de pressão de ar-água" 208, com tubulação de "ar e água" 209 conectada aos geradores 210 e representação das amarrações 211, "suportes do tubo rígido" 212, tubo de drenagem 213 e rede de abastecimento de electricidade 214. A FIG. 2 (b) é uma vista ampliada da forma de realização preferida que compreende essencialmente o "tubo flexível", a entrada 204-205 e a saída 215, a saída pode ainda ser ligada aos outros componentes. A FIG. 3 da presente invenção representa um tubo flexível que flutua sobre as ondas 301, com golfadas de água e ar em fluxo sustentado 302 e 303. Um reservatório/tanque de água fica localizado numa elevação na direcção do lado de saída do fluxo representando o grau de pressão hidrostática sobre o fluxo 304, sendo a direcção do movimento da onda da esquerda para a direita 305. Sem qualquer contrapressão (sem água no tanque) as golfadas de água permanecem nas cavas 302 e quando com água no tanque, as golfadas são empurradas para cima das cristãs das ondas anteriores 306 e 307. É preferível que as golfadas de ar e água sejam ingeridas de forma apropriada para as condições de funcionamento. Como tal, em cada fase da onda, normalmente a água e o ar são alternadamente ingeridos de cava para cristã e vice-versa, respectivamente. Isso não representa qualquer problema se a carga estiver desligada ou é variada durante a operação. 12 A propósito, com a possibilidade acima, podemos classificar o FFWEC como um dispositivo do tipo "Absorção Linear" em contraposição ao dispositivo de "Absorção Pontual". A massa de água na superfície do oceano não se move juntamente com as ondas, apenas a forma da onda o faz. Além disso, as ondas do mar possuem dois tipos de energia, energia cinética e potencial. 0 primeiro é em virtude da progressão horizontal de forma de onda e este último é devido ao movimento vertical ou a diferença de altura entre a cristã e a cava da onda, a altura da onda. Uma vez que a água no interior do tubo flexível flui na velocidade da onda e em fase com as ondas, no momento de arranque inicial a entrada deve ingerir e acelerar golfadas de água a partir da velocidade inicial "zero" relativa à das ondas, no momento certo e dentro de um período de tempo muito curto (menos de um período de meia-onda) . Isto é conseguido através da utilização de qualquer um ou ambos os tipos de energia de onda acima mencionados. 0 FFWEC da presente invenção é o único WEC a ter uma capacidade de sobrevivência inerente. Durante clima de onda rigoroso, os "tubos flexíveis" podem ser simplesmente submersos, pela ingestão de apenas água (sem ar) . Uma vez que os tubos serão essencialmente feitos de gravidade específica (SG) maior do que a da água "um", os mesmos irão afundar quando cheios na maior parte com água. Para elevar os mesmos novamente, a pressão pneumática que normalmente estaria disponível na "câmara de pressão" seria utilizada para purgar a água para fora dos tubos. Quando os tubos ressurgem, o sistema estará em "estado inicial zero" (sem água nas tubulações).

Antes de se iniciar a operação (fluxo) , o tubo flexível e a montagem de entrada devem ser mantidos vazios; caso 13 contrário a inércia da água já recolhida no tubo flexível irá impedir a velocidade inicial zero. Durante a operação, as fases de ingestão de ar e água ou o sincronismo podem ser ajustados/sintonizados, pela alteração da flutuabilidade. Em ambos os casos acima mencionados apenas a água é ingerida para afundar o tubo flexível. Isto é conseguido esvaziando completamente os reservatórios flexíveis ou inundando dos reservatórios inflexíveis da entrada, conforme aplicável. Para parar o fluxo, a flutuabilidade do reservatório de flutuação de entrada é aumentada até um ponto onde a boca da entrada não pode entrar nas ondas. Assim, somente o "ar" é ingerido e, eventualmente, o fluxo pára.

Alternativamente, a flutuabilidade dos reservatórios individuais pode ser variada de tal modo que o aparelho se inclina para a frente e para trás, permitindo assim o ajuste do sincronismo da ingestão de água/ar e mesmo impedindo completamente a boca do tubo inflexível de ingerir água.

Por conseguinte, o fluxo vai parar depois de todas as golfadas de água fluírem para fora. 0 fluxo não deve ser interrompido, quer cortando a entrada ou a saída. Se se recorrer a isto, graves danos poderiam se causados às tubulações. 0 aparelho não precisa, essencialmente, ter quaisquer componentes móveis ou em contacto. Quaisquer dispositivos de controlo necessários são preferencialmente localizados em terra. Todos os componentes do aparelho acima mencionado são feitos com dimensões e materiais apropriados. Certos princípios de desenho para alcançar os resultados desejados são discutidos nos parágrafos seguintes. A forma de realização básica na Fig. 4 ilustra, a cavidade como sendo um tubo inflexível único que se projecta 14 suficientemente à frente do reservatório de flutuação 401 que normalmente flutua na superfície da água, através de cuja boca 402 o ar e a água entram e cuja saída 403 é ligada fixamente com o tubo flexível 404. Além disso, o aparelho adicionalmente e geralmente consiste numa haste de suspensão 405 com lastro 406, incluindo o anel de ancoragem 407 e a linha de amarração 408, todos suspensos verticalmente abaixo do mesmo com o peso total e o fulcro proporcionando assim criado a proporcionar e aumentar a estabilidade à montagem, particularmente no eixo vertical, a fim de minimizar o movimento de balanço da montagem em torno do seu eixo lateral. Ainda mais, a fim de minimizar o binário que seria criado pelo braço do momento formado devido à distância entre o centro de pressão (CP) e o centro de gravidade (CG), sendo ambos mantidos concêntricos ou mais próximos do mesmo. O tubo flexível, que está atrás do aparelho, proporciona a estabilidade direccional. Como tal, o mesmo permanece quase na posição vertical e perpendicularmente alinhado à medida que flutua para cima e para baixo das ondas. A entrada geralmente está voltada para as ondas em aproximação 410. O tubo inflexível projecta-se suficientemente para frente da montagem principal (como um canhão da torre blindada de um tanque) e é feito flutuar a uma altura adequada acima do nível da água calma, por meio do ajuste da flutuabilidade. Portanto, o tubo entra perto da cava 411 e sai na cristã 412 das ondas à medida que as mesmas passam (para explicar a sequência, a onda no desenho é mostrada como estacionária enquanto a entrada está mostrada em três posições, movendo-se da direita para a esquerda). Quando uma onda atinge a boca do cano inflexível a água que entra é separada do corpo de água principal, enquanto continua a mover através dele na mesma 15 velocidade da onda. A fase de água começa da cava de uma onda em aproximação 413 e dura até a sua cristã e a fase de ar a partir dai até a próxima cava 414. Assim, a ingestão alternada de golfadas de água e de ar é apropriadamente sincronizada com as ondas. 0 aparelho acima não tem dispositivos de controlo, mas pode ainda funcionar em boas condições climáticas de onda, com eficiência e confiabilidade médias.

Noutra forma de realização, é adicionada à montagem acima uma disposição para controlar e regular a flutuabilidade, através da qual o sincronismo e volume de ingestão de ar e água podem ser controlados até um certo ponto, para além de tornar possível afundar o aparelho/sistema em mau tempo ou em operações de paragem por meio do corte da entrada de água e fazendo flutuar totalmente os tubos flexíveis. A modificação é descrita em detalhe adiante. A FIG. 5, ilustra a forma de realização acima que compreende um aparelho de entrada 501, o reservatório de flutuação 502, tendo uma conduta pneumática 506, ligada através de uma mangueira 505 à câmara de pressão com dispositivos de controlo de preferência localizados na mesma, para variar a pressão pneumática no reservatório de flutuação. Ao variar a pressão pneumática no reservatório de flutuação, a água é empurrada para dentro/para fora através de um tubo de aspiração de água 507, cuja extremidade superior está fixamente ligada à parte inferior do reservatório de flutuação e à abertura da extremidade inferior para dentro do mar abaixo, consequentemente variando a flutuabilidade de entrada, deste modo controlando a temporização e o volume da entrada de ar e água. O restante dos arranjos desta forma de realização são semelhantes aos descritos na FIG. 4 acima. 16

Em outra forma de realização que é ilustrada pela FIG. 6, o reservatório de flutuação 602 é inflável e directamente ligado com a mangueira pneumática 605 como acima, mas sem a conduta de ar e o tubo de aspiração água (o restante dos arranjos sendo semelhantes à forma de realização anterior descrita no parágrafo acima). Como pode ser entendido, a flutuabilidade pode ser variada pela inflação - deflação do reservatório de flutuação inflável.

Em ainda outra forma de realização ilustrada pela FIG. 7, dois ou mais reservatórios infláveis 702, ligados individualmente, em grupos ou em conjunto através de mangueiras respectivas 7 05 e 70 6 com a "câmara de pressão", que é normalmente baseada em terra, a pressão pneumática e controlos e dispositivos de comutação geralmente instalados na câmara de pressão, os reservatórios de flutuação variável adequadamente dispostos no aparelho de entrada de modo que o ângulo de rotação em torno do eixo lateral do aparelho de entrada e da sua flutuabilidade, podem ser controlados.

Os reservatórios infláveis de flutuação variável poderiam ser na forma de argola, como mostrado no diagrama, esféricos ou de qualquer outra forma adequada, como na FIG. 6 e o seu principio de funcionamento é também semelhante a este.

Na forma de realização acima, é utilizada uma pluralidade dos reservatórios de flutuação rígidos semelhantes em construção àquele explicado na FIG. 5 acima, em vez dos reservatórios de flutuação flexíveis.

Vantagens da presente invenção: A partir do exposto, poderia ser entendido que o FFWEC poderia oferecer várias vantagens sobre o estado da 17 técnica de onda sistemas de conversão de energia. Estes são como a seguir: • 0 conceito de WEC mais simples que não inclui peças em contacto. • Menor Custo/KW (apenas tubos flexíveis absorvem a energia das ondas). • Utiliza componentes e subsistemas que estão prontamente disponíveis (só precisamos seleccionar os componentes mais adequados). • As tecnologias utilizadas são bem amadurecidas (principalmente tijolos e argamassa com um mínimo de alta tecnologia). • Tem factor de sobrevivência muito elevado em condições de tempestade (submerge, como um submarino). • Possível implantação em larga escala, dentro de um curto período de tempo, utilizando recursos locais. • Custo altamente competitivo - Capital de Projecto & Desenvolvimento, 0 & M e Produção, etc., em comparação com sistemas WEC do estado actual da técnica e comparável com os sistemas convencionais de geração de electricidade. • Muito fácil de instalar/desinstalar e manter. Somente os "tubos flexíveis" e os tubos rígidos devem ser instalados no oceano. Sendo os mesmos muito leves, podem ser implementados com a ajuda de navios e tripulação padrão mesmo numa escala muito grande. • Sistema de ancoragem convencional. • 0 conceito é bastante simples. Não está previsto envolvimento em Pesquisa & Desenvolvimento, isto é, paralelismo - avaliação de conceito e teste de protótipo até a implantação comercial. 18 18 é compatível com • Não representa ameaça à vida marinha e o meio ambiente. comercialmente • A invenção é tecnicamente exequível viável.

Claims (15)

1 REIVINDICAÇÕES 1. Conversor de energia das ondas, que compreende: - um tubo flexível (204, 301 ou 404) que se estende entre uma extremidade de entrada (205) e uma extremidade de saída (215); e caracterizado por o conversor de energia das ondas compreender um tubo de entrada inflexível (205 ) que tem uma extremidade de entrada aberta (403) conectada em comunicação fluida com a referida extremidade de entrada do referido tubo flexível; e - um reservatório de flutuação (401, 502, 602 ou 702) ligado ao referido tubo de entrada para manter à tona e/ou inclinado para frente e para trás o referido tubo de entrada num corpo de água; e em que a entrada ingere golfadas graduadas de ar e água, em sincronia com as ondas e em que o conversor é adequadamente ancorado para manter o eixo longitudinal geralmente perpendicular à direcção das ondas.

2. Conversor de energia das ondas de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por incluir um tubo de aspiração de água (507) que tem uma extremidade superior conectada em comunicação fluida com o fundo de um interior do referido reservatório de flutuação e uma abertura de extremidade inferior para dentro do corpo de água.

3. Conversor de energia das ondas de acordo com a reivindicação 2, caracterizado por incluir uma conduta pneumática (506) que tem uma extremidade superior posicionada no topo do referido interior do referido reservatório de flutuação e uma mangueira pneumática (505) conectada à referida conduta pneumática para 2 fazer variar uma pressão pneumática no referido interior do referido reservatório de flutuação.

4. Conversor de energia das ondas de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por o referido reservatório de flutuação ser inflável e estar conectado a uma fonte de pressão pneumática através de uma mangueira pneumática.

5. Conversor de energia das ondas de acordo com a reivindicação 1 caracterizado por incluir um gerador para gerar electricidade.

6. Conversor de energia das ondas de acordo com a reivindicação 1 caracterizado por incluir pelo menos outro reservatório de flutuação ligado ao referido tubo de entrada e meios para controlar uma flutuabilidade dos referidos reservatórios de flutuação de tal modo que o sincronismo e o volume da ingestão de ar e de água possam ser controlados.

7. Conversor de energia das ondas de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 6 caracterizado por incluir uma haste de suspensão (405) com um lastro (406) que se estende de um fundo do referido reservatório de flutuação para proporcionar estabilidade num eixo vertical.

8. Conversor de energia das ondas de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 7 caracterizado por incluir uma câmara de pressão (208) conectada em comunicação fluida com a referida extremidade de saida do referido tubo flexível.

9. Conversor de energia das ondas de acordo com a reivindicação 8 caracterizado por incluir um tubo de saída rígido (207) que tem uma extremidade de entrada conectada em comunicação fluida com a referida extremidade de saída do referido tubo flexível e uma 3 extremidade de saída conectada em comunicação fluida com a referida com a referida câmara de pressão, o referido tubo de saída sendo posicionado numa área de turbulência próxima à costa do corpo de água.

10. Conversor de energia das ondas de acordo com a reivindicação 1 caracterizado por compreender: - uma pluralidade de tubos flexíveis (204) cada um estendendo-se entre uma extremidade de entrada e uma extremidade de saída; - uma pluralidade de tubos de entrada inflexíveis (205) cada um tendo uma extremidade de entrada aberta e uma extremidade de saída conectada em comunicação fluida com a referida extremidade de entrada de um associado dos referidos tubos flexíveis; - uma pluralidade de reservatórios de flutuação (702) cada um ligado a um associado dos referidos tubos de entrada para fazer flutuar os referidos tubos de entrada num corpo de água; e - um colector (206) conectado em comunicação fluida com a referida extremidade de saída de cada um dos referidos tubos flexíveis.

11. Conversor de energia das ondas de acordo com a reivindicação 10 caracterizado por incluir um tubo de saída rígido (207) que tem uma extremidade de entrada conectada em comunicação fluida como referido colector e uma extremidade de saída, o referido tubo de saída sendo posicionado numa área de turbulência (203) próximo à costa de um corpo de água.

12. Conversor de energia das ondas de acordo com a reivindicação 10 caracterizado por incluir um gerador (210) conectado ao referido colector para gerar electricidade. 4

13. Conversor de energia das ondas de acordo com a reivindicação 10 caracterizado por incluir pelo menos outro reservatório de flutuação ligado a cada um dos referidos tubos de entrada e meios para fazer variar uma flutuabilidade dos referidos reservatórios de flutuação a fim de ajustar os comprimentos das golfadas alternadas de água e ar que entram nos referidos tubos de entrada.

14. Conversor de energia das ondas de acordo com qualquer uma das reivindicações 10 a 13 caracterizado por incluir uma haste de suspensão (405) com um lastro (40 6) que se estende de um fundo do referido reservatório de flutuação para proporcionar estabilidade num eixo vertical.

15. Conversor de energia das ondas de acordo com qualquer uma das reivindicações 10 a 14 caracterizado por incluir uma câmara de pressão (208) conectada em comunicação fluida com o referido colector para acumular e tornar disponível a pressão pneumática.