WO2006136626A2 - Embarcación generadora de energía eléctrica autopropulsada, mediante energías alternativas - Google Patents

Abstract

La presente invención se refiere a una embarcación autosuficiente en el consumo de energía, por proceder sus necesidades del sol y del viento; ecológica, por no contaminar con residuos de ningún tipo, contribuyendo al cuidado del medio ambiente, manteniéndolo limpio; siendo económicamente rentable porque su generación y acumulación de energía eléctrica permite la venta de los excedentes a la red de distribución; la captación de energía se realizará mediante dos aerogeneradores de eje horizontal y mediante módulos solares que componen el cerramiento de cubierta.

Description

DESCRIPCIÓN,-

TÍTULO; EMBARCACIÓNGENERADORA DE ENERGÍAELÉCTRICA AUTOPROPULSADA, MEDIANTEENERGÍAS ALTERNATIVAS.

La presente invención se refiere a un dispositivo de propulsión para una embarcación o artefacto flotante mediante energías alternativas. La energía necesaria para la propulsión de la nave la producen aerogeneradcres y placas solares-fotovoltaicas . Se dispondrán unos almacenes para la energía producida, a modo de acumuladores. Ésta energía será consumida mediante motores eléctricos que, además, poseen la capacidad de cargar las baterías cuando no consumen energía de las mismas.

Cuando la energía generada sea mayor que la consumida o requerida, se podrá conectar a la red de consumo pública, alimentando a la misma. Con lo cual, la embarcación realizará labores de estación generadores de energía eléctrica.

Sector y Estado de la técnica:

En la actualidad, son conocidos múltiples dispositivos de propulsión eólica y solar para embarcaciones. Entre dichas formas de propulsión conocidas, por mencionar algunas destacadas, cabe nombrar las patentes estadounidenses Nos. 4.353.702 y 4.775.340, las patentes europeas Nos. 24.998 y 193.624, las patentes inglesas Nos. 1.481.699 y 2.063.804, las patentes alemanas Nos. 2.540.167, 2.705.093, 3.125.491 y 3.917.525, la patente francesa N° 2.524.569, el modelo de utilidad español N° U 8303998 y la patente de invención española N° P 8800763. En estas formas de realización de embarcaciones movidas por energia eólica, la misma se transmite directamente a la hélice por una transmisión mecánica. Por este motivo, se deja notar la falta de un dispositivo que comprenda la acción combinada de la energia eólica con la solar, mediante unos medios de transformación en energia mecánica que sean de fácil manej manejabilidad , resistentes y fiables y que, además, permitan realizar de forma cómoda y sencilla una graduación de la velocidad y orientación de la embarcación.

Per otra parte, se consigue un mayor aprovechamiento de los excedentes de producción que no sean consumidos por la propia embarcación para su desplazamiento, ya que se pueden traspasar a la red los mismos, vendiéndose a la red eléctrica pública de acuerdo con lo establecido en el Real Decreto 436/2004, de 12 de marzo de 2004, asi como la Ley 54/1997 de 27 de noviembre.

Explicación de la Invención ;

La embarcación estará compuesta, básicamente, por unos dispositivos de generación de energia, almacenamiento y consumo de la misma.

Para producir la energía necesaria para impulsar el conjunto y alimentar a la red eléctrica, se dispondrá de aerogeneradσres, que aportarán la mayor parte de la energia que genere el sistema. Por supuesto, la finalidad del rotor es la de convertir el movimiento lineal del viento en energia mecánica que pueda ser utilizada para hacer funcionar el generador. Los aerogeneradores están compuestos por un rotor de varias palas con sistemas de orientación y frenado automático. Mediante el sistema de orientación automático, se consigue aumentar al máximo la capacidad para captar las diferentes corrientes de aire aunque éstas adopten distintas direcciones. El dispositivo de frenado automático actúa en caso de sobrepasarse las velocidades máximas para las cuales está diseñado el sistema, y que pondrian en peligro tanto la estructura donde se ubica como los propios elementos que componen el aerogenerador . Por lo tanto, dadas estas condiciones, tendrán que pararse y orientarse fuera del viento para evitar daños en la turbina.

Los citados aerogeneradores se ubicarán sobre sendas torres dispuestas en la cubierta de la, embarcación que, además de aportar la rigidez necesaria al conjunto, se construirán mediante materiales muy livianos, lo que ayudará a mantener el peso contenido del conjunto.

Además de los citados aerogeneradores, el porcentaje restante de la energía lo aportarán unos módulos solares fotovoltaicos instalados en la propia nave. El uso de energía solar fotovoltaica combinada con energía eólica proporciona un buen balance energético en aquellos lugares donde el viento es acusado.

Están construidos con células de silicio mono cristalino o similar, garantizándose de esta forma la producción de energía desde el amanecer hasta el atardecer. Además, disponen de un dispositivo que modifica la inclinación de los mismos, con la finalidad de conseguir una mayor captación de la luz según el ángulo de incidencia de los rayos solares. La funcionalidad de los paneles solares no es sólo para la generación de energía, ya que a su vez se aprovechan como cerrarniento en la cubierta de la embarcación, permitiendo una navegación más placentera para los tripulantes de la misma. Además, evitan el visionado directo de los aerogeneradores funcionando en las diferentes torres y aportan seguridad en caso de producirse cualquier tipo de desprendimiento o proyección de partículas desde el citado aparato.

Los paneles se caracterizan por su gran eficiencia, por su robusta construcción mecánica y por las cualidades de impermeabilidad y estanqueidad que avalan su larga vida, permitiendo él perfecto funcionamiento del sistema incluso en las condiciones climáticas más duras.

La energía generada por ambos sistemas descritos se almacenará en unos grupos de acumuladores preferiblemente ubicados en la parte inferior de la estructura.

Se dispondrá de un control central que controlará el nivel de carga de las mismas, además de las descargas, consumos y aporte de energía a la red eléctrica de consumo.

Por último, el sistema se impulsará mediante un grupo motor compuesto por dos motores intraborda eléctricos. Los mismos son capaces de generar energía cuando no se encuentran en funcionamiento, es decir, cuando no consumen energía, por lo que aportarían energía a las baterías, además de poseer un peso muy contenido. Breve descripción de los dibujos,

En las figuras adjuntadas aparecen los diferentes componentes que integran la embarcación. Se trata de una forma de realización de la invención objeto de presentación, a titulo de ejemplo limitativo.

En la figura 1 se muestra una vista esquemática en alzado, seccionando aquellos componentes que poseen mayor relevancia en el sistema, con el objetivo de mostrar su ubicación y disposición dentro de la embarcación,

En la figura 2 aparece la cubierta de la embarcación,, con la ubicación de los tripulantes, las torres para los aerogeneradores y elpuesto de mando.

Descripción de un modo de realización, preferente .

En los dibujos anteriormente mencionados, se encuentran numerados algunos de los componentes, que pasamos a detallar a continuación por la figura 1.

Aparece, por una parte, una de las formas de generación de energía de las que está compuesta la nave, que utiliza el aire en movimiento; se trata del aerogenerador. De entre los diferentes componentes que lo integran, se han identificado los componentes más importantes .

Con el número 1 se identifican las palas móviles orientables, que son las encargadas de capturar el viento y transmiten, su potencia hacia el buje , identificado con el número 2. El buje del rotor está acoplado al eje de baja velocidad del aerogenerador (número 3) . Este eje de baja velocidad conecta el buje del rotor al multiplicador, y contiene conductos del sistema hidráulico para permitir el funcionamiento de los frenos aerodinámicos. A continuación, viene identificado con el número 4 el multiplicador, que tiene situado a su izquierda el eje de baja velocidad. Permite que el eje de alta velocidad (número 5) que está a su derecha gire 50 veces más rápido que el eje de baja velocidad. Gracias a este factor, permite el funcionamiento del generador eléctrico. Está equipado con un freno de disco mecánico de emergencia. El freno mecánico se utiliza en caso de fallo del freno aerodinámico, o durante las labores de mantenimiento de la turbina.

El generador eléctrico viene identificado mediante el número 6. Posee acoplado un controlador electrónico que continuamente monitoriza las condiciones del aerogenerador y que controla el mecanismo de orientación. En caso de cualquier disfunción (por ejemplo, un sobrecalentamiento en el multiplicador o en el generador) , automáticamente para el aerogenerador y da la serial de alarma correspondiente.

El aerogenerador posee un mecanismo de orientación que permite una mayor captación del viento (número 7) . Todos los citados mecanismos se encuentran ubicados sobre la torre (número 8) ₄ Generalmente, es una ventaja disponer de una torre alta, dado que la velocidad del viento aumenta conforme nos alejamos del nivel del suelo.

Numerado con el 9 están identificados los módulos solares, que resultan ser la segunda fuente de energía que dispone la embarcación. Poseen un mecanismo para poder modificar la inclinación y con ello mejorar la eficiencia, adecuándose en función de la incidencia de los rayos solares a lo largo de las horas. Se encuentran colocadas sobre una estructura que, además, sirve para cubrir la zona donde se ubicarán los tripulantes de la nave (numero 10) - También puede observarse en la reseñada figura 1, con el número 11, la rampa de acceso a la embarcación.

En la parte inferior aparece seccionado el caso de la embarcación, por lo que se puede observar la ubicación de los acumuladores, que se encargan de recoger la energía producida por los sistemas hasta aqui descritos. Se trata de un grupo de acumuladores que garantizan una autonomía suficiente de navegación. El funcionamiento óptimo del sistema del grupo de motores se alcanza con un sistema 144 V. 12 baterías 12 V cubren esta necesidad. Se encuentran identificadas mediante el número 12.

Entre las baterías y los motores se encuentran los diferentes mecanismos de monitorización de los sistemas que integran la embarcación. Por una parte, se encuentra el regulador de carga- Los reguladores de la carga previenen la carga excesiva de las baterías, protegiéndolas contra el desgaste excesivo, que puede acortar su vida útil. Los reguladores de carga de circuito electrónico miden el voltaje de la batería, que será mayor mientras que el estado de carga de la batería aumenta. En un cierto voltaje, diferente según el tipo de baterías y temperaturas, el regulador parará la carga de la batería. Cuando las cargas están inoperantes, el voltaje de la batería comienza a caer. En un punto preestablecido de la tensión más baja permitida, el regulador reasume la carga nuevamente. Se encuentra identificado con el número 13.

Por otra parte, aparece un medidor de consumo de energía, que permite determinar, entre otros parámetros, el estado de carga de la batería y se puede, durante la descarga, medir el tiempo restante antes de que la batería quede totalmente descargada. Se pueden leer las funciones siguientes :

o La tensión. o La corriente de carga o descarga, o El estado de carga de la batería, o El tiempo que queda hasta que la batería quedará totalmente descargada.

Además se pueden ajustar algunas alarmas de aviso. Se encuentra identificado con el número 14.

Por último, aparece colocado el motor intraborda eléctrico en la parte inferior del casco (15) . Los motores de este tipo poseen una mayor eficiencia que los alimentados por combustibles fósiles debido a las pérdidas que estos últimos poseen antes de que la energía se entregue al propulsor. Algunas de estas pérdidas son debidas al funcionamiento de la bomba del agua, a la transmisión (debido al engranaje de reducción) , al funcionamiento del alternador, etc.

Además, hay que destacar que este tipo de motores posee la facultad de generar energía cuando no se encuentra en funcionamiento, ya que aprovecha el movimiento del agua para convertirse en generador de energía eléctrica.

En la figura 2 aparece identificado con el número 16 el puesto de control desde donde se controlarán los movimientos de la nave, mediante los números 17 y 18 la ubicación de las torres que soportan los aerogeneradores . Por último, se puede observar un tipo de ubicación para los tripulantes de la embarcación.

Claims

REIVINDICACIONES . -

1. Embarcación o artefacto flotante autosuficiente en el consumo de energía, por proceder sus necesidades del sol y del viento, ecológica, por no contaminar con residuos de ningún tipo, contribuyendo al cuidado del medio ambiente, manteniéndolo limpio. Permite disfrutar de una navegación sin ruidos, en completa armonía con el entorno.

2. Económicamente rentable, porque su generación y acumulación de energía eléctrica permite la venta de los excedentes a la red de distribución general.

3. Sistema de propulsión para una embarcación con doble captación de energía, de los tipos eólica y solar. Se dispondrá de dos aerogeneradores de eje horizontal ubicados en la cubierta de la nave, que disponen de un sistema de orientación automático para captar la mayor fuerza eólica, además de un sistema de parada en caso de sobrepasar los niveles de esfuerzo mecánico para los cuales están diseñados.

4. Cerramiento de cubierta de la nave compuesta por módulos solares fotovoltaicos orientables de gran eficiencia, que además tienen la funcionalidad de cubrir la zona de actuación de los aerogeneradores y de proteger a los tripulantes de la nave.

5. Acumulación de la energía generada en baterías. La misma es consumida mediante dos motores eléctricos que, a su vez, son capaces de cargar las mismas cuando no se encuentran en funcionamiento.

6, Producción, de energía eléctrica en régimen especial. Se refiere a la conexión y venta de excedentes a la red eléctrica de consumo. Se caracteriza por la posibilidad de que su régimen retributivo se complemente mediante la percepción de una prima, en los términos que reglamentariamente se establezcan,

7. Fácil manejo de los diferentes dispositivos de que consta la embarcación por una sola persona.

3. Utilización como embarcación limpia en ríos y pantanos, ya que no genera ningún tipo de residuo, ruido ni contaminación .

9. Utilización como embarcación de rescate y generadora de energía en lugares de difícil acceso o que necesitan un aporte de energía limpia.

10. Utilización como embarcación de tráfico interior de puertos.

11. Utilización como Hospital de campaña, gracias a sus dimensiones y a su capacidad para potabilizar agua y gran autonomía de uso.