PT2369170E - Central de energia gerada por ondas - Google Patents

Description

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DESCRIÇÃO "CENTRAL DE ENERGIA GERADA POR ONDAS" A invenção refere-se a plantas de energia gerada por ondas ou por impulsos, que transformam a energia de origem natural das ondas ou das rajadas de vento em energia aproveitável.

As ondas de água, ou as rajadas de vento -que são geradas, por exemplo, por veículos ao passar junto de um objecto- continuam a ser formas de energia que só se podem aproveitar com dificuldade. As rajadas de vento ou ondas de choque, como as geradas por veículos ao passar, podem ser consideradas como "ondas" de ar no contexto da presente invenção, do mesmo modo que as ondas de água que se formam, por exemplo, nos oceanos. Quando um veículo passa junto de um sinal de tráfego, o mesmo produz uma mudança de pressão ondulada no sinal de tráfego. 0 mesmo se aplica a um veículo que, por exemplo, passa ao longo de uma pista protectora e cujo ar deslocado durante a passagem produz na pista protectora um aumento de pressão que se move juntamente com o veículo, de forma que ao longo da pista protectora se propaga uma "onda".

Para simplificar a descrição da ideia subjacente à invenção, essa ideia será descrita com base no exemplo das ondas de água, embora a ideia da invenção não se limite apenas a isto, já que a ideia da invenção pode ser posta em prática em qualquer meio em que se possam gerar ondas, e neste contexto a ideia subjacente à invenção não depende da direção de propagação das ondas, enquanto o movimento associado à onda no meio que apresenta a vaga produza um movimento oscilante num activador da central de energia gerada por ondas ou por impulsos de acordo com a presente invenção. 0 princípio de que dois corpos em movimento relativo 2 entre si se utilizam para transformar a energia das ondas em energia aproveitável encontra múltiplas aplicações no estado da técnica. Para isso muitas vezes utilizam-se dispositivos que se movem de forma oscilante juntamente com o movimento das ondas para cima e para baixo e que transformam a sua energia cinética através de accionamentos lineares ou giratórios em energias aproveitáveis. Ao falar de energias aproveitáveis, geralmente trata-se de energia hidráulica ou eléctrica. 0 documento EP 0 496 146 AI descreve una instalação para a transformação da energia das ondas com hastes guia orientadas em sentido vertical, unidas fixamente ao fundo marinho, onde os corpos flutuantes de forma toroidal se movem junto da superfície da água de forma oscilante para cima e para baixo. Devido a este movimento vertical dos corpos flutuadores, um gerador cria corrente contínua que por sua vez se utiliza para dissociar a água por via electrolítica em hidrogénio e oxigénio. Devido à ancoragem fixa das hastes guia no fundo marinho, a instalação descrita depende fortemente das marés e assim, é também muito susceptível aos danos sob condições de mar encrespado. Além disso, devido à ancoragem das hastes guia, só pode ser utilizada em águas pouco profundas até medianamente profundas. Uma aplicação marítima resulta inapropriada para uma instalação deste tipo.

Para que tanto as diferenças no nível de água devido às marés como também as condições meteorológicas possam compensar-se correctamente, o comprimento das hastes guia deve conceber-se suficientemente comprido como para que a amplitude completa da onda possa ser transformada em energia aproveitável. Adicionalmente, as hastes guia, os quais também servem para a sujeição da instalação na sua totalidade, também devem ser configuradas de tal forma que possam resistir todas as condições meteorológicas, já que estão unidas de forma localmente fixa com o fundo marinho. 3

Desta forma, sobre a instalação de acordo com o documento EP 0 496 146 AI actua a energia hidráulica completa das ondas que fluem em direcção a ela, pelo qual a configuração das guias dos corpos flutuantes deve ser correspondentemente estável. 0 documento WO 99 / 28622 descreve uma central de energia gerada por ondas com cábreas superficialmente estendidas, as quais podem ser movidas pela força das ondas de forma rebativel para uma estrutura portante, a qual está disposta de forma flutuante na água. Pelo movimento de dobragem das cábreas gera-se energia hidráulica que pode ser derivada a terra firme. A orientação preferentemente estendida longitudinalmente da instalação descrita funciona, condicionado pelo tipo de construção, num alcance de frequências muito baixo, sendo que devido à configuração estendida longitudinalmente não é possível seguir cada cristã e cada mínimo de pé de onda. 0 tamanho das cábreas tampouco admite uma capacidade de funcionamento em alto-mar (capacidade de funcionamento off-shore). Devido à configuração longitudinalmente estendida da instalação, também se dificulta a sua orientação ao longo da direcção de expansão das ondas -em que preferentemente coopera a instalação-, o qual é dificultado adicionalmente pela atadura fixa mediante cabos com a terra firme. As ondas que acontecem de forma transversal à direção longitudinal da instalação não só não podem ser aproveitadas pela mesma, mas também interferem com a mobilidade rebativel das cábreas e desta forma sob determinadas circunstâncias inclusive podem causar danificações na instalação. 0 documento WO 01/73289 AI apresenta um dispositivo para a transformação da energia das ondas com um corpo flutuante que está apoiado de forma linear e dobrável numa guia disposta de forma flutuante na água. Para a transformação da energia das ondas em energia aproveitável, neste caso se pretende aproveitar tanto as porções de 4 movimento linear como também os movimentos basculantes do corpo flutuante. A energia eléctrica transformada preferentemente mediante geradores seria conduzida então a terra firme. Este dispositivo boiante de forma semelhante a uma boia transforma a energia das ondas em energia eléctrica, mas com o mesmo não é possível produzir quantidades de energia quantitativamente aproveitáveis. 0 dispositivo adequado para a utilização em alto-mar pode ser utilizado, por exemplo, para a iluminação de boias, mesmo que apenas uma unidade de boia suporta o peso inteiro da instalação, incluindo o accionador. Por este motivo, um movimento relativo entre a boia e o accionador só ocorre quando ocorrem movimentos rápidos e fortemente acelerados. Se o dispositivo se move com lentidão, o accionador e a boia se movem de forma uniforme e isto não permite transformar energia alguma. Isto é, o grau de rendimento do dispositivo aumenta à medida que se intensificam as condições de mar encrespado. 0 documento GB 228,914 A apresenta um dispositivo para a obtenção de energia a partir da energia das ondas, onde duas placas estão dispostas de forma substancialmente paralela entre si. A placa inferior, que flutua sobre a superfície da água e se apoia mediante molas contra a placa superior, deve mover-se de forma oscilante impulsionada pelas ondas. As hastes de êmbolo impulsionados desta forma, as quais passam através da placa superior no sentido do seu eixo longitudinal, põem em movimento um accionamento de manivela que por sua vez impulsiona a um dínamo. 0 documento US 5,499,889 apresenta uma estrutura de suporte suportada em pilares flutuantes, da qual estão suspensos corpos flutuantes que são desviados pelo movimento das ondas. Os corpos flutuantes são levantados verticalmente para cima pelas ondas e depois caem novamente sobre a superfície da água devido à força de gravidade.

No documento US 4,622,473 é apresentado um dispositivo 5 que em princípio é semelhante ao descrito em US 5,499,889, onde de forma semelhante a um motor de êmbolos, os êmbolos são movidos por corpos flutuantes dentro de um cilindro, mediante o qual se põe em movimento um fluido adicional. A corrente do segundo fluido é utilizada assim para a obtenção de energia. Ao passar uma onda, os êmbolos são movidos através de um corpo flutuante para cima dentro do cilindro, reduzindo-se assim o volume do cilindro. Após a passagem da onda, o corpo flutuante volta a descer, pelo qual o volume no corpo cilíndrico volta a aumentar e o segundo fluido pode penetrar no espaço do cilindro. Isto é, esta instalação trabalha de acordo com o princípio de uma bomba de êmbolo. 0 documento US 2008/0054640 Al apresenta um dispositivo para transformar a energia da vaga mediante uma boia flutuante, a qual está pré-estirada elasticamente através de uma mola contra uma estrutura de suporte submersa na água e que se possa mexer de forma oscilante ao longo das hastes guia devido ao movimento das ondas. As hastes guia estão unidas de forma articulada à estrutura de suporte, para que a passagem de um barco por cima do dispositivo não possa causar danificações tanto no dispositivo como no barco. Devido à união articulada, a cova é desviada pelas ondas na direcção de avanço das ondas e depois da passagem das ondas volta a rodar para a sua orientação vertical. A união articulada encontra-se exposta de forma permanente à influência da água salgada que rodeia ao dispositivo, o qual faz necessário tomar medidas correspondentes para que as hastes guia se mantenham pivotantes em relação à estrutura de suporte e a união articulada não sofra corrosão. O objectivo que se deriva disto para a pessoa com experiência na arte consiste em fornecer um dispositivo que transforme a energia das ondas em energia aproveitável, onde se deve conceber uma forma de construção simples e 6 robusta para a transformação eficiente de energia. Adicionalmente se propõe o objectivo de resolver como deve estar configurado um dispositivo como este para gue seja independente da profundidade da água e independente das marés e também insensível face às condições meteorológicas. Além disso, deve ser possível aproveitar por igual ondas que se deslocam em diferentes direcções, com diferentes amplitudes e frequências. Do mesmo modo, partindo do documento US 2008/0054640 Al, o dispositivo deve apresentar um rendimento óptimo para a transformação da energia das ondas e apresentar menos partes móveis entre si que tenham de ser protegidas contra as influências do ambiente como resultado das condições de utilização ou que devam ser adaptadas especialmente. O objectivo resolve-se através de uma central de energia gerada por ondas de acordo com a reivindicação 1. Formas de realização preferidas indicam-se nas reivindicações subordinadas 2 a 12. A central de energia gerada pelas ondas ou os impulsos de acordo com a invenção apresenta uma pluralidade de corpos flutuantes dispostos em forma plana, substancialmente adjacentes, os quais são impulsionados pelas ondas e se movem independentemente entre si ao longo de guias. As guias estão dispostas de tal forma que é substancialmente apontam na direcção da amplitude das ondas. No caso de ondas de pressão, por exemplo, ondas de pressão de ar, produzidas pela passagem de veículos, as guias, por exemplo, também podem ser dispostas de forma substancialmente paralela à direcção de movimento dos veículos que, por exemplo, passam junto ou debaixo de um sinal de tráfego. Se os corpos de pressão de ar estão montados, por exemplo, em pistas protetoras, as suas respectivas guias estarão dispostas de forma substancialmente vertical à direcção de movimento dos veículos. 7

Os corpos flutuantes conduzidos nas guias (corpos de pressão atmosférica) podem se mexer individualmente de forma oscilante e de forma independente do respectivo corpo flutuante adjacente na direcção longitudinal das guias. Os corpos flutuantes estão configurados de tal forma que devido a suas medidas geométricas não impactam entre si. Os corpos flutuantes podem ser configurados com qualquer forma, tanto redondos, também rectangulares ou quadrados, segundo visto no plano transversal à direcção do movimento. Os corpos flutuantes individuais não apresentam nenhuma conexão mecânica entre si e portanto podem mover-se livremente ao longo da sua respectiva guia. No caso de uma central de energia gerada por ondas de liquido, os corpos flutuantes estão configurados de tal forma que flutuam sobre a superfície, isto é que a sua força ascensional é maior que o seu peso imanente. Preferentemente, as forças ascensionais individuais são tão grandes que o peso da estrutura de suporte pode ser suportado sem mais pela soma das forças ascensionais dos corpos flutuantes, onde o rendimento da instalação aumenta na medida que aumenta o excesso de força ascensional dos corpos flutuantes em relação ao peso da central de energia, devido a que desta forma aumenta a mobilidade dos corpos flutuantes relativamente à estrutura portante. Assim, no caso de uma central de energia gerada por ondas, Os corpos flutuantes preferentemente podem ser corpos ocos, corpos de material de espuma ou corpos semelhantes de material de volume leve.

No caso do ar como meio movido por ondas, é adequado qualquer corpo que possa ser posto em movimento pelo movimento do ar. Preferentemente aqui utilizam-se corpos flutuantes em forma de placas, os quais também se denominam neste contexto como corpos de pressão atmosférica, e que também estão pré- estirados e guiados planamente em guias de forma oposta ao sentido do movimento do ar movido de forma ondulada. Uma onda de pressão que se forma junto a um veículo em movimento, e que se propaga simultaneamente em direcção horizontal e vertical, é capaz de mover os elementos de resistência ao vento em relação à estrutura de suporte, onde as guias apontam na direcção de propagação da onda de pressão gerada pelo veículo.

As guias, que estão dispostas na direcção da força ou na direcção da amplitude da onda, estão unidas de forma fixa entre si através de escoras. As escoras preferentemente estão dispostas de forma que se formam extremidades livres das guias, ao longo dos quais se podem mexer livremente os corpos flutuantes. As guias alojadas assim unilateralmente numa estrutura de suporte (escoras) estão dispostas de forma substancialmente paralela entre si, de forma que as escoras conjuntamente com as guias constituem uma estrutura de suporte semelhante a uma "cama de pregos". 0 comprimento das hastes guia ajusta-se à respectiva altura de ondas previstas, a força das ondas resultante de isso e o movimento de elevação gerado por isso. Em todo caso, não chegam até o fundo aquático.

Os corpos flutuantes, ou os corpos de resistência ao ar, respectivamente, conduzidos ao longo de guias, ao mesmo tempo estão pré-estirados através de elementos elásticos relativamente à estrutura de suporte, de forma que os corpos flutuantes, após serem desviados, novamente são movidos de regresso em direcção a sua posição inicial. Devido à estrutura de suporte planiforme estendida, orientada de forma substancialmente paralela à superfície da água, e inerentemente rígida, os corpos flutuantes podem-se mover individualmente ao longo das hastes guia. A estrutura de suporte, que também pode estar configurada em forma de placas, actua como uma massa inerte, já que em comparação com um corpo flutuante individual não só está configurada com uma grande superfície, mas sim que cobre a todos os corpos flutuantes como uma estrutura de suporte. Enquanto um corpo flutuante no plano transversal à 9 amplitude ou direcção movimento preferentemente está configurado mais pequeno que a distância entre duas cristãs de onda, isto é menor que o comprimento da onda, estrutura de suportem um plano paralelo tem dimensões pelo menos tão grandes quanto um comprimento de onda. No entanto, a estrutura de suporte preferentemente prolonga-se sobre uma pluralidade de ondas. Com isto se consegue que a estrutura de suporte permaneça imóvel frente à pluralidade de corpos flutuantes na direcção da amplitude, a qual corresponde substancialmente à direcção do movimento ou de oscilação dos corpos flutuantes. A inércia da estrutura de suporte aumenta juntamente com a sua extensão, isto é que enquanto maior for a estrutura de suporte, mais quieta se poderá manter a mesma, por exemplo, flutuando na água. Contudo, as estruturas de suporte para as centrais de energia gerada por impulsos do ar em movimento podem sujeitar-se de forma localmente fixa, para poder manter-se no seu sítio relativamente aos corpos em movimento.

Devido à configuração da estrutura de suporte maior que o comprimento de onda das ondas, que causam o movimento oscilante dos corpos flutuantes, fornece-se um dispositivo que está configurado de forma semelhante ao chassis de um veículo de motor. Os veículos de motor normalmente apresentam uma suspensão individual das rodas, o qual significa que cada roda pode mover-se elasticamente de forma independente das outras rodas do veículo, onde a estrutura de suporte disposta por cima (carroçaria) permanece o menos afetada possível por estes acontecimentos. De forma semelhante a um veículo de motor, o dispositivo para a transformação da energia da vaga de acordo com a presente invenção apresenta uma pluralidade de corpos flutuantes dispostos de forma pré-estirada na estrutura de suporte e conduzidos por guias, os quais se podem mover de forma independente entre si ao longo das guias devido à considerável diferença de inércia entre os 10 corpos flutuantes e a estrutura de suporte. De forma semelhante a um veículo de motor, a estrutura de suporte do dispositivo de acordo com a presente invenção se mantém distanciada dos corpos flutuantes devido à soma das forças de mola. No caso de uma estrutura de suporte disposta de forma vertical sobre os corpos flutuantes de uma central de energia gerada por ondas de acordo com a presente invenção, a mesma é, por dizer de alguma forma, portada pelos corpos flutuantes. Isto é que a estrutura de suporte se apoia sobre a pluralidade de corpos flutuantes de forma elástica na direcção da amplitude das ondas, de forma semelhante ao chassis de um veículo de motor. A pluralidade de corpos flutuantes se mexe em forma sucessiva, visto na direcção de propagação da onda, de forma semelhante a uma onda que passa através da central de energia gerada por ondas, onde os corpos flutuantes se elevam e descem em relação à estrutura de suporte durante a passagem da onda (de forma semelhante ao que nos estádios desportivos se conhece como "A onda"). O mesmo aplica-se também às ondas de pressão ou ondas de choque, as quais são produzidas, por exemplo, por um veículo que passa junto de um sinal de tráfego, um carril protetor ou algo semelhante. Neste caso, uma força de pressão de ar é gerada durante um curto tempo pela passagem de um veículo, agindo sobre os corpos de pressão (corpos flutuantes) do dispositivo e movendo os corpos de pressão ao longo de guias em direcção para ou a partir da estrutura de suporte.

Em geral quanto mais pequenos forem os corpos flutuantes, com maior precisão poderão reagir às diferenças de nível ou diferenças de pressão e seguir o movimento das ondas. Aqui é de importância crucial a forma como está configurado o peso superficial dos corpos flutuantes em relação ao peso superficial da estrutura portante. Sob o termo "peso superficial" se deve entender neste caso o peso ou a força ascensional do corpo flutuante referido a sua 11 extensão superficial de forma transversal à direcção do movimento. Para a correcta configuração das relações de tamanho ou de peso entre a estrutura de suporte, o elemento elástico e o corpo flutuante se devem ter em conta as condições que prevalecem no sitio de aplicação. Aqui têm um papel tanto as influências geológicas como as influências meteorológicas, ou também o volume de tráfego nas estradas ou nos trechos de caminho-de-ferro ou semelhante. Tampouco se deve deixar de considerar uma determinação dos valores máximos que se podem esperar dos movimentos ou as forças das ondas, podendo reduzir-se a um minimo a possibilidade de que o dispositivo tenha danificações por sobrecarga mediante a previsão de limites adequados para os corpos flutuantes nas hastes guia. Mediante a previsão desses limites, pode-se evitar, por exemplo, que os corpos flutuantes impactem sobre a estrutura de suporte.

No caso das centrais de energia hidráulica, a disposição flutuante da instalação em sua totalidade é independente das marés e em grande medida também é insensível às mudanças meteorológicas, como tormentas ou mar encrespado. Isto faz com que o dispositivo de acordo com a presente invenção também seja apropriado para a utilização em alto-mar, já que a mesma se adapta automaticamente à superfície da água.

No entanto, o dispositivo que se prolonga sobre a superfície da água de forma semelhante a um tapete tem que ser assegurado com um cabo contra a deriva. Esse cabo pode ser amarrado, por exemplo, num ponto do dispositivo e na sua outra extremidade pode ser unido com a terra firme ou, por exemplo, com uma âncora, uma plataforma petrolífera ou um barco. Obviamente, a central de energia gerada por ondas de acordo com a presente invenção também pode ser ancorada mediante vários cabos e pontos de ancoragem de forma fixa em relação ao solo de forma transversal à direcção do movimento dos corpos flutuantes. Contudo, a ancoragem não é 12 indispensável. Uma sujeição num fundo de ancoradouro em dois também é suficiente. Em todo caso, para a função do dispositivo de transformação da energia das ondas de acordo com a presente invenção é suficiente assegurar a mesma contra a deriva acidental. No entanto, deve-se evitar uma sujeição do dispositivo que limite a sua liberdade de movimento vertical, por exemplo uma sujeição ao fundo marinho.

Se a central de energia gerada por ondas de acordo com a presente invenção só se assegura contra a deriva mediante um cabo sujeito a um ponto da sua extensão superficial, semelhante a um tapete, a central de energia gerada por ondas poderá então, por exemplo, rodar ao redor de uma âncora de forma semelhante a um barco e ajustar-se assim à direcção predominante da vaga. Como todo corpo submetido a uma corrente, o dispositivo para a transformação da energia das ondas de acordo com a presente invenção sempre enfrentar-se-á à direcção de propagação das ondas com o lado que apresente a menor resistência às ondas. Por conseguinte, uma forma de realização preferida para a disposição superficial dos corpos flutuantes numa estrutura de suporte é a de uma figura em forma de gota, observado num plano vertical à direcção do movimento dos corpos flutuantes. Contudo, a ideia subjacente à presente invenção também abarca outras formas de configuração, por exemplo, uma configuração redonda, triangular, rectangular ou qualquer outra configuração plana. 0 ponto de ancoragem de um cabo, uma corrente ou algo semelhante para assegurar a central energética contra a deriva não necessariamente tem de estar disposto no bordo do dispositivo, mas também pode estar localizado no plano da extensão superficial de forma aproximadamente centrada, de tal forma que o dispositivo praticamente possa rodar sobre si próprio.

Se a central energética por exemplo está unida por uma 13 esquina com um cabo que por sua vez está unido, por exemplo, mediante uma âncora ao fundo marinho, dever-se-á assegurar então que na área de rotação completa ao redor da âncora não existam outros objectos presentes que pudessem entrar em colisão com a central energética. Se o rendimento da energia transformável das ondas se relaciona com a superfície coberta pela central energética, poder-se-á reconhecer que neste caso, especialmente devido à grande extensão transversal à direcção de propagação das ondas, atinge-se uma eficiência de transformação de energia muito elevada, inclusive se se tiver de fechar uma zona em que a central energética deve poder rodar livremente. Assim, o ponto de ancoragem para assegurar a central de energia gerada por ondas contra a deriva deverá selecionar-se tão central como possível, de forma que a superfície a ser mantida livre seja o mais pequena possível.

Segundo se descreveu previamente, a central de energia gerada por ondas de acordo com a presente invenção é independente das marés, devido a que flutua sobre a superfície da água e não apresenta nenhuma distância fixa em relação ao fundo marinho ou fundo lacustre ou fundo fluvial. Desta forma, também as forças que actuam de forma transversal à direcção de amplitude das ondas podem ser compensadas melhor pelo dispositivo, já que essas forças podem ser amortizadas facilmente. Por outra parte, devido à disposição flutuante da sua suspensão de corpos flutuantes individuais, o dispositivo de acordo com a presente invenção não se submerge muito profundamente dentro do meio movido pelas ondas, de tal forma que as forças transversais só encontram uma pequena superfície de ataque. Devido a que as guias não têm que chegar até o fundo, as mesmas podem ser configuradas relativamente finas em comparação com o dispositivo correspondente ao estado da técnica, graças ao qual a sua superfície de ataque apresentada às forças transversais é reduzida e vê-se reduzida ainda mais devido 14 ao escasso calado das guias. Desta forma, as guias podem ser fabricadas de forma não só mais leve, mas também mais económica em comparação com o estado da técnica.

As guias, que preferentemente só estão unidas unilateralmente com a estrutura de suporte, em outra forma de realização também podem estar unidas entre si nas suas extremidades opostas à estrutura de suporte, para apoiar, por exemplo, a sua rigidez na direcção transversal e o seu paralelismo mútuo. Do mesmo modo que as extremidades livres das guias numa forma de realização apontam em direcção do chão ou contra o movimento ascendente ou a direcção das sondas de pressão, respectivamente, também é possível uma disposição inversa, onde a estrutura de suporte está disposta, por exemplo, por baixo da superfície da água e por conseguinte está suspensa dos corpos flutuantes. Para pessoas com experiência na matéria será óbvio o facto de que tal inversão do modo de funcionamento da central de energia gerada por ondas de acordo com a presente invenção está igualmente incluído na ideia da invenção. Para evitar repetições, prescindimos aqui de uma descrição detalhada.

Devido à disposição substancialmente livremente flutuante do dispositivo, assegurado contra a deriva mediante um ou mais cabos, correntes ou semelhantes, é dada uma grande segurança operacional da central de energia gerada pelas ondas, já que nem as marés nem a vaga forte ou o vento intenso afectam a capacidade de funcionamento da central de energia gerada por ondas de acordo com a presente invenção. Contudo, se devido a condições meteorológicas extremas, por exemplo furações ou semelhantes, existisse o perigo de que a central de energia gerada por ondas de acordo com a invenção se pudesse soltar da sua ancoragem, ou o perigo de que o dispositivo se arranque ou se vire, se poderão inundar os corpos flutuantes, de forma que a central de energia gerada por ondas de acordo com a invenção se submerja sob a superfície 15 da água. Neste caso, a inundação dos corpos flutuantes poder-se-ia realizar de forma que a disposição inteira sob a água se encontre em equilíbrio e permaneça suspensa a curta distância abaixo da superfície da água, para que a central energética se possa recuperar com facilidade, por exemplo mediante a utilização de cabos, quando o tempo melhorar. Obviamente, o facto de baixar o dispositivo de acordo com a invenção até o chão, por exemplo até o fundo marinho, é outra possibilidade de retirar o dispositivo de uma zona de perigo, para que, por exemplo, o tráfego marítimo não seja obstaculizado. Mediante ar comprimido, o qual se injeta nos corpos flutuantes individuais, o meio sobre o qual deve flutuar a central energética pode voltar a soprar se for do dispositivo antes ou depois da sua ascensão à superfície.

Devido a que as situações tão extremas só acontecem raras vezes, ou devido a que nessas zonas de perigo só se deveriam utilizar centrais de energia gerada por ondas que estejam equipadas com uma protecção contra o mal tempo, a capacidade de funcionamento da central de energia gerada por ondas proposta aqui praticamente está dada sempre e em todas partes nos meios movidos pelas ondas ou as ondas. A energia em que se vai transformar a energia cinética depende, por exemplo, de parâmetros como o comprimento médio das ondas, a altura média das ondas, as velocidades médias do vento, as condições geológicas, as mudanças ao longo das estações do ano, as temperaturas da água, a altura máxima das ondas, etc. Isto é aplicável não só para a configuração das dimensões dos diferentes corpos flutuantes e com isso também do corpo de suporte, mas sim em particular também no relacionado com a pergunta do tipo de energia aproveitável que deverá fornecer a central de energia gerada pelas ondas de acordo com a presente invenção, por exemplo, que energia pode absorver um consumidor potencial. Em geral, isto inclui a energia 16 elétrica, hidráulica, pneumática ou óptica. Os inúmeros dispositivos descritos no estado da invenção para a transformação da energia cinética ou das ondas através dos corpos flutuantes ou corpos móveis numa das formas de energia previamente mencionadas, em parte podem encontrar aplicação aqui. Também é de importância decisiva, os consumidores que se deseja abastecer com a energia da central de energia gerada por ondas. Desta forma, por exemplo um indicador de baixos fundos preferentemente será abastecido com energia elétrica, para que o mesmo possa emitir luz e alertar assim os barcos que passam. No entanto, para a transformação de grandes quantidades de energia elétrica eventualmente se poderá preferir que a central de energia gerada por ondas forneça energia hidráulica.

Uma possibilidade para transformar a energia do movimento oscilante dos corpos flutuantes é mediante indução, onde as hastes guia neste caso podem representar um núcleo magnético. Para as pessoas com experiência na arte resultará igualmente imaginável uma disposição inversa. A partir de muitas correntes geradas indutiva mente (golpes de corrente) se poderá gerar então gerar uma corrente constante após somar todas as correntes mediante a utilização de um dispositivo apropriado. Neste caso, a magnitude das correntes individuais geradas pelo movimento relativo dos corpos flutuantes em relação às guias, isto é a magnitude da intensidade de corrente ou tensão, pode variar. Através da pluralidade de corpos flutuantes se forma uma intensidade de corrente média ou tensão média, a qual pode ser aproveitada.

Preferentemente, para a transformação da energia cinética dos corpos flutuantes na forma de energia desejada, a energia cinética é transmitida mediante elementos transmissores -os quais podem estar dispostos sobre os corpos flutuantes e sobre as guias e/ou a 17 estrutura de suporte- a dispositivos transformadores de energia. Aqui são possíveis os mais diversos elementos, os quais podem absorver e/ou transformar directamente a energia cinética dos corpos flutuantes, como, por exemplo, geradores, bombas, êmbolos, etc. Desta forma, um corpo flutuante pode mover, por exemplo mediante um talão de arraste, um êmbolo que está disposto dentro da guia e que por sua vez põe em movimento ou aplica pressão a um fluido. 0 corpo flutuante também pode apresentar uma espécie de biela que, por exemplo, impulsiona um accionamento giratório na guia correspondente ao corpo flutuante. A forma preferida de transformação de energia é o aproveitamento do efeito indutivo, onde os elementos de transmissão apresentam imanes e condutores elétricos. Sem importar a forma de transmissão que se escolher, deve garantir-se que os corpos flutuantes possam mover-se independentemente entre si ao longo das suas guias. Um acoplamento dos movimentos dos corpos flutuantes resulta em limitações da mobilidade dos corpos flutuantes e a energia que pode ser transferida da onda só poderia ser absorvida de forma limitada ou de nenhuma forma.

Baseado nas descrições que antecedem, uma central de energia gerada por ondas ou por impulsos de acordo com a presente invenção apresenta um grande número de vantagens, como, por exemplo, uma forma de construção simples e robusta. Por uma parte, isto se consegue pelo facto de que os corpos flutuantes, devido à estrutura de suporte inerentemente rígida, podem oscilar independentemente entre si em relação à estrutura de suporte e transformar assim de forma independente entre si a energia cinética em outras formas de energia. A estrutura de suporte forma um plano substancialmente imóvel e não segue o movimento das ondas. Contudo, a central de energia gerada por ondas de acordo com a invenção pode adaptar-se sem problemas às diferenças no nível de água por causa das marés e não requer nenhuma 18 adaptação às mudanças nas marés ou nos níveis da água. Podem-se prescindir completamente de um dispendioso acoplamento dos corpos flutuantes entre si. Outras vantagens derivam-se da configuração da estrutura de suporte. Particularmente na sua medida na direcção geralmente horizontal ou vertical, a instalação é facilmente escalável. Desta forma, a instalação também pode ser adaptada individualmente à demanda gue deve ser coberta pela central de energia gerada por ondas.

Outra vantagem da configuração livre é que as formas adaptadas à corrente se podem realizar facilmente. Devido a que adicionalmente não está dada nenhuma dependência relativamente à profundidade da água e tem-se uma independência quase completa das condições meteorológicas, a central energética pode ser utilizada de forma continua ao longo de todo o ano, enquanto o meio circundante for um fluido ou um gás.

Em comparação com os dispositivos para a transformação da energia das ondas que se conhecem do estado da técnica, devido à extensão superficial da central energética de acordo com a presente invenção também se podem absorver grandes quantidades de energia do movimento das ondas, por exemplo, na superfície do mar. Desta forma, são imagináveis e realizáveis sem problema algum, por exemplo, instalações com uma extensão de vários campos de futebol. Para aplicações menores, como, por exemplo, a transformação de energia a partir dos veículos que passam junto de pistas protetoras em estradas, a instalação com placas para a absorção do vento ou das ondas de pressão também pode realizar-se, por exemplo, com o tamanho de uma base para canecas.

Devido à boa independência relativamente às influências externas, a instalação de acordo com a presente invenção em particular para a geração de energia aproveitável a partir do movimento das ondas também é apta 19 para a utilização em alto-mar, o qual pode ser uma vantagem, por exemplo, para o abastecimento de energia de plataformas petrolíferas em alto-mar. Assim mesmo, uma instalação de acordo com a invenção também pode ser instalada em zonas pouco acessíveis, e por exemplo no caso da transformação da energia em energia elétrica, pode fornecer a energia a terra firme através de um cabo submarino.

Devido à construção simples e a robustez resultante disso, a instalação de acordo com a invenção também pode ser utilizada de forma independente das temperaturas da água pelas temperaturas do ar, enquanto as mesmas estão definido previamente como alcance de temperaturas de funcionamento. Desta forma, uma instalação de acordo com a presente invenção pode ser utilizada tanto nas marés do Sul como também nas marés do Norte, ou instalada também nas vias de tráfego de cidades ou vilas.

Para aumentar adicionalmente a eficiência de transformação de energia em relação à superfície ocupada, na estrutura de suporte se podem fornecer dispositivos de transformação de energia adicionais. Assim é imaginável, por exemplo, que na superfície afastada da superfície da água da estrutura de suporte se disponham adicionalmente coletores solares para transformar a energia solar em energia elétrica (fotovoltaica) ou a energia solar em energia térmica (térmica solar). Também outros dispositivos podem beneficiar-se da estrutura de suporte flutuante da instalação transformadora de energia de acordo com a presente invenção, como, por exemplo, plantas de energia eólica, se as mesmas se dispõem de forma que a estrutura de suporte continua estando de forma geralmente horizontal sobre a superfície da água isto é, vertical à direcção de desvio dos corpos flutuantes.

Contudo, também é imaginável o caso inverso, onde por exemplo em parques eólicos o espaço entre os diferentes 20 molinetes, que de outra forma não seria aproveitável com facilidade, poderia cobrir-se com uma central de energia gerada por impulsos de acordo com a presente invenção. Neste caso, entre por exemplo dois, 3,4 ou mais pilares das rodas de vento para a geração de energia elétrica a partir da força eólica, é possível instalar uma ou várias centrais de energia gerada por impulsos de acordo com a invenção -também de forma vertical sobreposta-, de forma que o ar em movimento que flui entre os postes das rodas eólicas põe em movimento os diferentes corpos móveis ou corpos de resistência ao vento. Com isso por uma parte se consegue um melhor aproveitamento energético da superfície do parque eólico existente e por outra parte se realiza uma boa integração infraestrutural de duas instalações transformadoras de energia diferentes.

Em parques eólicos localizados perto da beira da água é igualmente aplicado à anterior descrição, isto é que o dispositivo transformador de energia de acordo com a presente invenção ali também pode funcionar com a força da vaga, onde a estrutura de suporte pode estar disposta flutuando quer seja sobre a superfície da água ou sob a superfície da água. Mediante a utilização de um, dois ou mais postes da planta eólica, a central de energia gerada por ondas de acordo com a invenção pode ser assegurada contra a deriva.

As descrições que antecedem do dispositivo de acordo com a invenção serão ilustradas a seguir mediante as figuras num exemplo de realização preferido. A forma de realização preferida se representa a título de exemplo na forma de uma central de energia gerada por ondas, onde as explicações dadas são igualmente aplicados a uma central de energia gerada por impulsos que funciona com impulsos de vento. A forma de realização representa-se e descreve-se mediante duas figuras, nas quais: A figura 1 é uma representação esquemática em 21 perspectiva de uma central de energia gerada por ondas de acordo com a invenção; a figura 2 é uma representação esguemática em perspectiva de uma central de energia gerada por ondas de configuração superficial de acordo com a invenção.

Na figura 1 representa-se de forma exemplar uma onda (10), sobre a qual está disposta uma central de energia gerada por ondas 1 de acordo com a invenção. A central energética que a modo de exemplo está formada por quatro corpos flutuantes 2 com as correspondentes quatro guias 4 representa-se de forma simplificada na figura 1, para esclarecer a ideia fundamental da invenção. Os diferentes corpos flutuantes 2, segundo se aprecia na figura 1, podem oscilar verticalmente para cima e para baixo de forma independente entre si nas guias 4. As hastes guia 4 estão orientadas de forma substancialmente perpendicular, isto é, vertical em relação à superfície da água e mantêm-se na sua posição mediante as escoras 5. As guias 4, que na zona das escoras formam conjuntamente com as mesmas uma estrutura de suporte 12, só estão alojadas por uma extremidade na estrutura de suporte. As extremidades livres das guias apontam para o fundo marinho. Segundo será descrito anteriormente, as guias 4 não necessariamente têm de estar unidas entre si mediante as escoras 5 para que a sua disposição mutuamente paralela esteja garantida, senão que isto também se pode conseguir através de qualquer outra medida conhecida pelas pessoas com experiência na arte. Tampouco é absolutamente indispensável que as outras extremidades das guias, as quais não estão alojadas na estrutura de suporte, de forma divergente da representação na figura 1 também estejam unidos entre si, enquanto os corpos flutuantes não se vejam obstaculizados no seu movimento oscilante independente. A instalação representada modo de exemplo na figura 1 apresenta los corpos flutuantes 2 pré-estirados mediante 22 elementos elásticos 8 relativamente à estrutura de suporte 6, que nesta forma de realização são molas de tracção-compressão. Segunda posição relativa do corpo flutuante 2 relativamente à guia 4, as molas estão carregadas quer seja com compressão ou com tracção. Com isto se garante que o corpo flutuante possa oscilar ao redor de uma posição intermediária na sua respectiva guia e que a estrutura de suporte se mantenha em grande medida de forma horizontal, elástica e aproximadamente paralela à superfície da água. Quanto menos se mexa a estrutura de suporte com as guias alojadas nela e permaneça quieta em relação aos corpos flutuantes 2, maior será a eficácia da transformação da energia das ondas em energia aproveitável. Uma ampliação superficial da instalação resulta numa redução do movimento da estrutura de suporte.

Na figura 1 representa-se a modo de exemplo uma central de energia gerada por ondas com quatro corpos flutuantes 2, o que representa um limite inferior praticado por uma central de energia gerada por ondas ou por impulsos de acordo com a presente invenção. Mesmo que na teoria seja imaginável uma central de energia gerada por ondas de acordo com a invenção com apenas dois corpos flutuantes 2 e duas guias 4 com as correspondentes escoras 6, mesmo que o momento de basculamento apresentado por uma disposição deste tipo seria tão grande que já não seria possível uma transformação eficiente da energia. A disposição mostrada na figura 1 com quatro corpos flutuantes 2 e quatro guias 4 assim pode entender-se como módulo básico, onde a conexão desses módulos básicos deve ser tão rígida, resistente à flexão e resistente à tracção e à pressão como a união das guias entre si dentro do módulo. Por motivos técnicos de fabricação, pode ser uma vantagem conceber a construção de uma central de energia gerada por ondas de acordo com a presente invenção em forma modular e partir então, por exemplo, de módulos de duas unidades ou de quatro unidades. 23 A figura 2 apresenta uma central de energia gerada por ondas formada por uma pluralidade de corpos flutuantes e guias numa forma de realização rectangular, cobrindo a superfície do mar de forma semelhante a um tapete. Ao imaginar as ondas esboçadas 10 passando através do tapete, será possível ver claramente que uma onda, ao passar através da central de energia gerada por ondas, desvia os sucessivos corpos flutuantes de uma forma cronologicamente sequencial em forma de onda (de forma comparável ao que nos estádios desportivos se conhece como "A onda"). Através dos diferentes corpos flutuantes, a onda é, por dizer de alguma forma, reproduzida pelos diferentes corpos flutuantes, isto é que a forma da onda é copiada pela pluralidade de corpos flutuantes. Devido a que nem todos os corpos flutuantes estão simultaneamente sobre a cristã de uma ola ou no mínimo de pé de uma onda, com uma configuração suficientemente grande da central de energia gerada por ondas a soma das forças de ascenso se mantém em equilíbrio com a soma das forças do peso, mediante o qual a estrutura de suporte permanece relativamente imóvel na sua distribuição espacial relativamente à superfície da água. Cada corpo flutuante comporta-se de forma semelhante a uma roda de veículo que está sujeita a um carro que transita sobre um trecho de grava com irregularidades no terreno.

Na figura 2 também é possível observar que através da pluralidade de escoras ou uniões entre as diferentes guias 4 podem configurar-se condutores, por exemplo, para conduzir a energia transformada a um acumulador de energia central. Os diferentes condutores podem ser agrupados ou também podem ser derivados através dos pontos de esquina da central de energia gerada por ondas de forma semelhante a um tapete. A figura 2 também torna evidente que a estrutura de rede da estrutura de suporte também pode ser configurada como uma placa fechada, enquanto as guias 4 se mantiverem 24 de forma substancialmente paralela entre si e orientadas verticalmente na direcção do movimento dos corpos flutuantes. A figura 1 e também a figura 2 mostram gue as guias têm de estar unidas entre si não apenas num só lado, mas também no lado livre através de escoras ou outros dispositivos, para aumentar o paralelismo das guias e a sua rigidez. A figura 2 também torna evidente que a estrutura de suporte assim configurada também pode suportar outros dispositivos adicionais, como acumuladores de energia, dispositivos para transferir a energia transformada, bem como células solares, etc.

Lista de símbolos de referência 1 Central de energia gerada por ondas ou por impulsos 2 Corpo flutuante 4 Guia 5 Escora 6 Estrutura de suporte 8 Elemento elástico 10 Onda / superfície da água

Lisboa, 29 de Julho de 2013.

Claims (12)

1 REIVINDICAÇÕES 1. Central de energia gerada por ondas ou por impulsos com uma pluralidade de corpos flutuantes (2) dispostos de forma planiforme, substancialmente adjacentes, os guais se movem de forma oscilante e independente entre si impulsionados pelas ondas (10) ao longo de guias (4), onde as guias (4) estão unidas entre si de forma gue se forma uma estrutura de suporte (6) comum, rígida em si própria, gue se prolonga sobre os corpos flutuantes (2), de forma gue a energia cinética dos respectivos corpos flutuantes (2) pode ser transmitida a dispositivos transformadores de energia mediante elementos transmissores, os guais estão dispostos sobre os corpos flutuantes (2) e as guias (4), onde cada corpo flutuante (2) dessa pluralidade de corpos flutuantes individualmente está pré-estirado mediante elementos elásticos (8) na estrutura de suporte (6), onde as guias (4) estão orientadas na direcção da amplitude das ondas (10) e mantêm-se na sua posição mediante escoras (5).

2. Central de energia gerada por ondas ou por impulsos de acordo com a reivindicação 1, onde os corpos flutuantes (2) estão configurados de forma quadrada.

3. Central de energia gerada por ondas ou por impulsos de acordo com a reivindicação 1 ou 2, onde as medidas dos corpos flutuantes (2) transversalmente a sua direcção de movimento são menores que a distância entre duas cristãs de onda.

4. Central de energia gerada por ondas ou por impulsos de acordo com uma das reivindicações anteriores, onde a estrutura de suporte (6) une as guias (4) entre si em forma 2 de trama.

5. Central de energia gerada por ondas ou por impulsos de acordo com uma das reivindicações anteriores, onde as medidas da estrutura de suporte (6) transversalmente à direcção de movimento dos corpos flutuantes (2) são maiores que a distância entre duas cristãs de onda.

6. Central de energia gerada por ondas ou por impulsos de acordo com uma das reivindicações anteriores, onde a estrutura de suporte (6) no plano perpendicular à direcção de movimento dos corpos flutuantes (2) apresenta a forma de uma gota.

7. Central de energia gerada por ondas ou por impulsos de acordo com uma das reivindicações anteriores, onde os elementos elásticos (8) são molas de tracção-compressão.

8. Central de energia gerada por ondas ou por impulsos de acordo com uma das reivindicações anteriores, onde a estrutura de suporte (6) é suportada por uma pluralidade de corpos flutuantes (2).

9. Central de energia gerada por ondas ou por impulsos de acordo com uma das reivindicações anteriores, onde os dispositivos transformadores de energia transformam a energia cinética dos corpos flutuantes (2) em energia eléctrica, hidráulica, pneumática ou óptica.

10. Central de energia gerada por ondas ou por impulsos de acordo com uma das reivindicações anteriores, que está assegurada contra a deriva mediante um ou vários cabos com uma âncora ou um ancoradouro.

11. Central de energia gerada por ondas ou por impulsos de 3 acordo com uma das reivindicações anteriores, onde os corpos flutuantes (2) e/ou a estrutura de suporte (6) se enchem com o meio sobre o qual flutuam, para os submergir sob a superfície do meio.

12. Central de energia gerada por ondas ou por impulsos de acordo com uma das reivindicações anteriores, onde na estrutura de suporte (6) estão dispostos dispositivos transformadores de energia fotovoltaica, energia térmica solar, energia eólica ou energia hidráulica. Lisboa, 29 de Julho de 2013.