WO2014167151A1 - Instalación para generar electricidad aprovechando la energía del mar - Google Patents

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WO2014167151A1
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circuit
sub
bellows
low pressure
pressure tank
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Aitor MENDIBE ALBISU
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Mendibe Albisu Aitor
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    • F03—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F03B—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS
    • F03B13/00—Adaptations of machines or engines for special use; Combinations of machines or engines with driving or driven apparatus; Power stations or aggregates
    • F03B13/12—Adaptations of machines or engines for special use; Combinations of machines or engines with driving or driven apparatus; Power stations or aggregates characterised by using wave or tide energy
    • F03B13/14—Adaptations of machines or engines for special use; Combinations of machines or engines with driving or driven apparatus; Power stations or aggregates characterised by using wave or tide energy using wave energy
    • F03B13/16—Adaptations of machines or engines for special use; Combinations of machines or engines with driving or driven apparatus; Power stations or aggregates characterised by using wave or tide energy using wave energy using the relative movement between a wave-operated member, i.e. a "wom" and another member, i.e. a reaction member or "rem"
    • F03B13/18—Adaptations of machines or engines for special use; Combinations of machines or engines with driving or driven apparatus; Power stations or aggregates characterised by using wave or tide energy using wave energy using the relative movement between a wave-operated member, i.e. a "wom" and another member, i.e. a reaction member or "rem" where the other member, i.e. rem is fixed, at least at one point, with respect to the sea bed or shore
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    • F03B13/181—Adaptations of machines or engines for special use; Combinations of machines or engines with driving or driven apparatus; Power stations or aggregates characterised by using wave or tide energy using wave energy using the relative movement between a wave-operated member, i.e. a "wom" and another member, i.e. a reaction member or "rem" where the other member, i.e. rem is fixed, at least at one point, with respect to the sea bed or shore and the wom is hinged to the rem for limited rotation
    • F03B13/182—Adaptations of machines or engines for special use; Combinations of machines or engines with driving or driven apparatus; Power stations or aggregates characterised by using wave or tide energy using wave energy using the relative movement between a wave-operated member, i.e. a "wom" and another member, i.e. a reaction member or "rem" where the other member, i.e. rem is fixed, at least at one point, with respect to the sea bed or shore and the wom is hinged to the rem for limited rotation with a to-and-fro movement
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E02—HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
    • E02B—HYDRAULIC ENGINEERING
    • E02B9/00—Water-power plants; Layout, construction or equipment, methods of, or apparatus for, making same
    • E02B9/08—Tide or wave power plants
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05B—INDEXING SCHEME RELATING TO WIND, SPRING, WEIGHT, INERTIA OR LIKE MOTORS, TO MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS COVERED BY SUBCLASSES F03B, F03D AND F03G
    • F05B2260/00—Function
    • F05B2260/40—Transmission of power
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    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/30—Energy from the sea, e.g. using wave energy or salinity gradient

Definitions

  • the object of the invention relates to a new installation for generating electricity using the energy of the sea.
  • the installation manages to take advantage of the kinetic energy and the potential energy of waves and marine movements.
  • the installation is based on the fact that the water of the waves through its horizontal and vertical movement, force and mass, is capable (by means of a bellows) of exerting a hydraulic pressure, which is stored and used to generate electricity.
  • a hydraulic pressure which is stored and used to generate electricity.
  • it is characterized because, at a minimum, it consists of:
  • an input sub-circuit that communicates the bellows and the low pressure reservoir; said anti-return valve sub-circuit being provided so that the fluid, expelled from the bellows by sea pressure to the low pressure reservoir, cannot return to the bellows through that inlet sub-circuit;
  • an output sub-circuit that communicates the low pressure tank with the bellows; said anti-return valve sub-circuit being provided so that the fluid, which enters the bellows from the low pressure reservoir, cannot return to the low pressure reservoir through that outlet sub-circuit;
  • the input and output sub-circuits in successive conjunction from the bellows with the low pressure reservoir and again with the bellows define a closed circuit for the fluid flowing through them driven by the waves.
  • any embodiments that do not alter, change or modify the proposed essentiality are included in the object of the invention.
  • the installation consists of:
  • an input sub-circuit that communicates the bellows and the high pressure tank;
  • said anti-return valve inlet sub-circuit being provided so that the fluid, expelled from the bellows by sea pressure to the high pressure reservoir, cannot return to the bellows by that inlet sub-circuit;
  • an output sub-circuit that communicates the low pressure tank with the bellows; said anti-return valve sub-circuit being provided so that the fluid, which enters the bellows from the low pressure reservoir, cannot return to the low pressure reservoir through that outlet sub-circuit;
  • the input, intermediate and output sub-circuits in successive conjunction from the bellows with the high pressure tank, with the low pressure tank and again with the bellows, define a closed circuit for the fluid that circulates through them driven by the waves;
  • the low pressure tank is loaded by the discharge made by the hydraulic motors of the generator.
  • the installation is based on the fact that the water of the waves through its horizontal and vertical movement, force and mass, is capable (by bellows and cylinders) of exerting a hydraulic pressure, which is stored in pressure tanks and subsequently used to generate electrical energy in a controlled and controllable way, because at all times we know the pressure that these tanks have and we can dose the output of said pressure by activating the generators that are considered appropriate at all times.
  • this embodiment it is characterized in that, at a minimum, it consists of a platform associated with a receptacle forming a set that is submerged or semi-submerged in the sea; with the particularity that on the platform one or more bellows are disposed to be pushed by the waves and inside the aforementioned receptacle, at least:
  • an input sub-circuit that communicates the bellows with a two-way cylinder by means of a piston axis and this with the high pressure tank through one of the ways of said cylinder; provided with this non-return valve inlet sub-circuit so that the fluid pressed from the cylinder to the high pressure reservoir cannot return to the cylinder through that inlet sub-circuit; an outlet sub-circuit that communicates the low pressure tank with the cylinder through its other path; said non-return valve output sub-circuit being provided so that the fluid returning to the cylinder cannot return to the low pressure tank through that output sub-circuit;
  • said receptacle is airtight.
  • the receptacle and the platform associated with it are submerged or semi-submerged in the sea; being able to control both the inclination and the depth to which the assembly must be by means of loading and stabilization tanks arranged in the base of the receptacle itself.
  • the receptacle and the associated platform can be fixed with respect to the bottom by means of cables or anchors, which can be disengaged to remove the installation or to move it to another place.
  • the generation of electricity in the installation object of the invention is controllable at all times, since at all times we know the pressure of the high pressure tank and we can dose or expand the output of said pressure by activating the generators that are considered appropriate in each moment.
  • the generated energy can be managed inside the installation to transform it into electricity and send it to the coast by means of electrical cables associated to the opportune exit connection, or send it directly to the coast by means of the appropriate conduits and there to manage it to transform it into electricity.
  • the advantages of this installation are that in addition to the kinetic energy it also manages to take advantage of the potential energy that the sea provides since the waves and marine movements in addition to having a movement also has a mass that can be used to produce pressure in the bellows multiplies the value of this pressure that can later be used to generate electricity through generators.
  • the advantages of this installation, according to the second embodiment also lie in its versatility: it can be adapted quickly and easily in any marine, submerged or semi-submerged environment in the sea. In addition, it does not require specific infrastructures, or perform large works to assemble it or to move it to another place.
  • Figure 1 represents a general elevation scheme of an installation to generate electricity using the energy of the sea, according to the invention and for a minimum configuration that includes a low pressure tank (2a) in communication with the bellows (1) by respective input (3a) and output (3c) sub-circuits provided with non-return valves.
  • Figure 2 represents a schematic view similar to the previous figure, for an installation configuration that includes a high pressure tank (2a) in communication with the bellows (1) by means of an input sub-circuit (3a); a low pressure tank (2b) in communication with the bellows (1) by means of an output sub-circuit (3c); and two intermediate sub-circuits (3b) provided with respective hydraulic generators (4) and in communication with both tanks (2a), (2b).
  • Figure 3 represents a schematic view for an installation similar to Figure 2, in which another hydraulic generator (4) has been included in the output sub-circuit (3c).
  • Figure 4 represents a partial plan diagram, where a preferential distribution of bellows (1) interconnected with the input (3a) and output (3c) sub-circuits can be observed.
  • Figure 5 represents a general scheme of an installation to generate electricity using the energy of the sea, in accordance with the invention and for a configuration that includes a high pressure tank (2a) in communication with two cylinders (5) by means of two sub- input circuits (3a); a low pressure tank (2b) in communication with these cylinders (5) by means of two separate sub-circuits (3c) branched from a single outlet from the low pressure tank (2b); and an intermediate sub-circuit (3b) which communicates with each other the high pressure tank (2a) and the low pressure tank (2b) and is provided with a hydraulic generator (4).
  • the installation for generating electricity using the energy of the sea according to the invention in an example of basic embodiment represented in Figure 1 consists of at least:
  • an output sub-circuit (3c) that communicates the low pressure tank (2b) with the bellows (1); said sub-circuit (3c) of non-return valve being provided so that the fluid, which enters the bellows (1) from the low pressure tank (2b), cannot return to the low pressure tank (2b) by that sub-circuit (3c);
  • the input (3a) and output (3c) sub-circuits in successive conjunction from the bellows (1) with the low pressure tank (2b) and again with the bellows (1) define a closed circuit for the fluid that circulates through them driven by the waves.
  • the installation according to the invention consists of: an area (a) that is in the sea, where at least one bellows (1) is available that can be reached by the waves;
  • sub-circuit (3a) that communicates the bellows (1) and the high pressure tank (2a); said sub-circuit (3a) of non-return valve being provided so that the fluid, expelled from the bellows (1) by sea pressure to the high pressure reservoir (2a), cannot return to the bellows (1) by that sub-circuit (3a);
  • the input (3a), intermediate (3b) and output (3c) sub-circuits in successive conjunction from the bellows (1) with the high pressure tank (2a), with the low pressure tank (2b) and again with the bellows (1) respectively, they define a closed circuit for the fluid that circulates through them driven by the waves;
  • the low pressure tank (2b) is loaded by the discharge made by the hydraulic motors of the generator (4).
  • bellows (1) are associated in parallel with the respective input (3a) and output (3c) sub-circuits; said bellows (1) located in different positions and / or at different levels in the zone (a) that is in the sea, to make better use of marine energy according to the current tide;
  • the fluid that reaches the bellows (1) arrives from the low pressure tank (2b) and through the outlet sub-circuit (3c) that allows it to enter the bellows (1), but cannot exit through said sub -circuit (3c) thanks to the corresponding non-return valves.
  • the hydraulic generator (4) the water outlet from the low pressure tank (2b) is used to generate energy.
  • the fluid that reaches the bellows (1) arrives from the low pressure tank (2b) and through the outlet sub-circuit (3c) that allows it to enter the bellows (1), but cannot exit through said sub -circuit (3c) thanks to the corresponding non-return valves, even by means of an additional generator (4) take advantage of the water inlet to generate energy.
  • the low pressure tank (2b) is loaded by the discharge made by the hydraulic motors of the generators (4) arranged in the intermediate circuit or circuits (3b) so that the fluid remains in a closed circuit. In this way, we are exerting pressure on the high pressure tank (2a) and this pressure build-up is used to generate electrical energy through electric generators (4), being able to control the number, flow and pressure at which they must work in each moment said generators (4).
  • the installation for generating electricity using the energy of the sea in accordance with the invention and for the embodiment shown in Figure 5, consists of at least one platform (a) on which one or more bellows (1) ) susceptible to being pushed by the waves (or); and a receptacle (b) associated with said platform (a) both forming a single set.
  • said receptacle (b) is airtight and inside there are at least:
  • the input sub-circuit (3a) communicates the bellows (1) with a two-way cylinder (5) by means of an axle-bolt (51) and it with the high-pressure tank (2a) through one of the tracks of said cylinder (5); this sub-circuit (3a) of the non-return valve is provided so that the fluid pressed from the cylinder (5) to the high pressure reservoir (2a) cannot return to the cylinder (5) through that inlet sub-circuit ( 3a).
  • the output sub-circuit (3c) communicates the low pressure tank (2b) with the cylinder (5) through its other path; said anti-return valve sub-circuit (3c) being provided so that the fluid returning to the cylinder (5) cannot return to the low pressure reservoir (2b) through that outlet sub-circuit (3c).
  • the intermediate sub-circuit (3b) communicates with each other the high pressure (2a) and low pressure (2b) tanks with interposition of a hydraulic generator (4) between them.
  • the input (3a), intermediate (3b) and output (3c) sub-circuits in successive conjunction from the cylinder (5) with the high pressure tank (2a), with the low pressure tank (2b) and again with the cylinder (5) respectively, define a closed circuit for the fluid that circulates through them, pressed by the shaft-bolt (51) when pushed by the bellows (1), which in turn are driven by the waves (or).
  • the low pressure tank (2b) is loaded by the discharge made by the hydraulic motors of the generator (4).
  • cylinders (5) are associated in their two ways, respectively, with the input (3a) and output (3c) sub-circuits with interposition of non-return valves in both; so that through the inlet sub-circuit (3a) the closed circuit fluid is pressed from inside the cylinder (5) to the high pressure reservoir (2a) through one of its tracks. The fluid cannot return through that inlet sub-circuit (3a) because the corresponding non-return valve prevents it.
  • the fluid that returns to the cylinders (5) arrives from the low pressure tank (2b) and through the outlet sub-circuit (3c) that allows it to reach the cylinders (5) through its other path, but not it can return to the low pressure tank (2b) by said sub-circuit (3c) by preventing the corresponding non-return valves.
  • the high pressure tank (2a) is filled and its level rises.
  • This pressure build-up is used to generate energy by means of the hydraulic generator (4) arranged in the intermediate sub-circuit (3b), being able to control the flow and pressure at which said generator (4) must work at all times.
  • the low pressure tank (2b) is loaded by the discharge made by the hydraulic motors of the generators (4) arranged in the intermediate circuit or circuits (3b) so that the fluid remains in a closed circuit.
  • the fluid output from the low pressure tank (2b) can be used to generate additional energy.
  • the fluid used in the closed circuit is water, but is included in the object of the invention, and is not discarded, the use of any other fluid that is revealed as more appropriate to improve the performance of the installation or to facilitate its maintenance
  • the energy generated can be managed inside the facility to transform it into electricity and send it to the coast by means of electrical cables associated with the timely connection to the electricity grid or send it directly to the coast through appropriate conduits and manage it to transform it into electricity .
  • a symbolic representation of the means to manage the energy generated in the installation object of the invention has been identified with (c) (means that are not explained in greater detail because, in themselves, they are not part of the installation object of the invention).
  • the installation object of the invention is completed with management means located on the ground (and to which the installation is associated at all times, either through physical or wireless connections). These means control at all times how the installation is working and command the operating decisions. These management / control means (such as pressure and / or voltage meters, alarms and the like) are not explained in greater detail as they are themselves known.
  • Preferred locations for the installation object of the invention according to the embodiment of Figures 1 to 4 are, for example, the jetty of the docks that overlook the sea, where several rows of bellows (1) can be placed in parallel, according to, by For example, the arrangement of figure 4.
  • the bellows (1) can also be semi-submerged, at a distance from the coast taking advantage of the break.
  • Preferred locations for the installation object of the invention according to the embodiment of Figure 5 can be any, close to the coast without practically environmental impact because the bellows (1) can be submerged or semi-submerged and the rest of the installation is submerged .

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Abstract

Instalación para generar electricidad aprovechando la energía del mar que, como mínimo, consta de una plataforma (a) con un fuelle (1) susceptible de ser empujado por las olas (o) y un receptáculo (b), asociado a dicha plataforma (a) y provisto de un depósito de baja presión (2b). El receptáculo (b) también dispone un depósito de alta presión (2a); un sub-circuito de entrada (3a), con válvulas anti-retorno de dos vías, que comunica un cilindro (5) de dos vías con el fuelle (1) y con el depósito de alta presión (2a) a través de una de sus vías; un sub-circuito de salida (3c), con válvulas anti-retorno de dos vías, que comunica el depósito de baja presión (2b) con el cilindro (5) a través de su otra vía; y un sub-circuito intermedio (3b) que comunica entre sí los depósitos de alta presión (2a) y de baja presión (2b) con interposición de un generador hidráulico (4).

Description

INSTALACIÓN PARA GENERAR ELECTRICIDAD APROVECHANDO LA ENERGÍA DEL MAR
DESCRIPCIÓN
Objeto de la invención
El objeto del invento se refiere a una nueva instalación para generar electricidad aprovechando la energía del mar.
Antecedentes de la invención
En el actual estado de la técnica, las instalaciones para aprovechar la energía mareomotriz y de las olas lo hacen aprovechando la energía cinética que proporcionan las olas al moverse tanto en sentido longitudinal como vertical o también aprovechando el desnivel entre la marea baja y alta.
Las instalaciones conocidas para conseguir energía eléctrica aprovechando la energía marina se pueden resumir en dos grandes grupos:
a) Las que aprovechan la fuerza de las olas (energía cinética) al moverse tanto en sentido horizontal como vertical; como, por ejemplo, las descritas en los documentos de patente ES2187238, EP0664855, ES2193821 o ES2115492 b) Las que aprovechan el desnivel de las mareas (energía potencial) en su ascenso/descenso; como, por ejemplo, las descritas en los documentos de patente ES2182724, EP0938630 o ES0308397.
Un problema no resuelto en las instalaciones conocidas radica en el control de la energía generada, y en su almacenamiento para poder usarla posteriormente.
Descripción de la invención
La instalación, de acuerdo con el invento, consigue aprovechar la energía cinética y la energía potencial de las olas y movimientos marinos.
En una realización, la instalación, de acuerdo con el invento, se basa en que el agua de las olas mediante su movimiento horizontal y vertical, fuerza y masa, es capaz (mediante un fuelle) de ejercer una presión hidráulica, la cual es almacenada y utilizada para generar energía eléctrica. De acuerdo con esta realización se caracteriza porque, como mínimo, consta de:
- una zona que está en el mar, en la que se dispone, al menos, un fuelle susceptible de ser alcanzado por las olas; una zona que no está en el mar, en la que se dispone, al menos, un depósito de baja presión;
un sub-circuito de entrada que comunica el fuelle y el depósito de baja presión; yendo provisto dicho sub-circuito de válvula anti-retorno de forma que el fluido, expulsado del fuelle por la presión del mar hacia el depósito de baja presión, no puede volver hacia el fuelle por ese sub-circuito de entrada;
un sub-circuito de salida que comunica el depósito de baja presión con el fuelle; yendo provisto dicho sub-circuito de válvula anti-retorno de forma que el fluido, que entra en el fuelle proveniente del depósito de baja presión, no puede volver hacia el depósito de baja presión por ese sub-circuito de salida;
- al menos, un generador hidráulico, dispuesto en el sub-circuito de salida;
Los sub-circuitos de entrada y de salida, en conjunción sucesiva a partir del fuelle con el depósito de baja presión y nuevamente con el fuelle definen un circuito cerrado para el fluido que circula por ellos impulsado por las olas.
A partir de esta configuración básica, están incluidas en el objeto del invento cualesquiera realizaciones que no alteren, cambien o modifiquen la esencialidad propuesta. En particular, está incluido en el objeto del invento que la instalación conste de:
una zona que está en el mar, en la que se dispone, al menos, un fuelle susceptible de ser alcanzado por las olas;
- una zona que no está en el mar, en la que se disponen un depósito de alta presión y un depósito de baja presión;
un sub-circuito de entrada que comunica el fuelle y el depósito de alta presión; yendo provisto dicho sub-circuito de entrada de válvula anti-retorno de forma que el fluido, expulsado del fuelle por la presión del mar hacia el depósito de alta presión, no puede volver hacia el fuelle por ese sub-circuito de entrada;
un sub-circuito de salida que comunica el depósito de baja presión con el fuelle; yendo provisto dicho sub-circuito de válvula anti-retorno de forma que el fluido, que entra en el fuelle proveniente del depósito de baja presión, no puede volver hacia el depósito de baja presión por ese sub-circuito de salida;
- al menos, un sub-circuito intermedio que comunica entre sí los depósitos de alta presión y de baja presión con interposición de un generador hidráulico;
Los sub-circuitos de entrada, intermedios y de salida, en conjunción sucesiva a partir del fuelle con el depósito de alta presión, con el depósito de baja presión y nuevamente con el fuelle, definen un circuito cerrado para el fluido que circula por ellos impulsado por las olas;
El depósito de baja presión se carga mediante la descarga que realizan los motores hidráulicos del generador.
También está incluido en el objeto del invento:
Disponer varios fuelles asociados en paralelo con los respectivos sub-circuitos de entrada y de salida; yendo dichos fuelles ubicados en distintas posiciones y/o a distintos niveles en la zona que está en el mar, para aprovechar mejor la energía marina según la marea existente en cada momento;
- Disponer varios sub-circuitos intermedios comunicando entre sí los depósitos de alta presión y de baja presión, con un generador hidráulico en cada sub-circuito intermedio;
Disponer un generador hidráulico adicional en el sub-circuito de salida
En otra realización, la instalación, de acuerdo con el invento, se basa en que el agua de las olas mediante su movimiento horizontal y vertical, fuerza y masa, es capaz (mediante fuelles y cilindros) de ejercer una presión hidráulica, la cual es almacenada en depósitos de presión y utilizada posteriormente para generar energía eléctrica de forma controlada y controlable, pues en todo momento sabemos la presión que tienen dichos depósitos y podemos dosificar la salida de dicha presión activando los generadores que se consideren oportunos en cada momento. De acuerdo con esta realización, se caracteriza porque, como mínimo, consta de una plataforma asociada a un receptáculo formando un conjunto que queda sumergido o semi-sumergido en el mar; con la particularidad de que sobre la plataforma se disponen uno o varios fuelles susceptibles de ser empujados por las olas y en el interior del citado receptáculo se disponen, al menos:
- un depósito de alta presión;
un depósito de baja presión;
un sub-circuito de entrada que comunica el fuelle con un cilindro de dos vías mediante un eje-émbolo y a éste con el depósito de alta presión a través de una de las vías de dicho cilindro; yendo provisto este sub-circuito de entrada de válvula anti-retorno de forma que el fluido presionado desde el cilindro hacia el depósito de alta presión no puede volver hacia el cilindro por ese sub-circuito de entrada; un sub-circuito de salida que comunica el depósito de baja presión con el cilindro a través de su otra vía; yendo provisto dicho sub-circuito de salida de válvula antiretorno de forma que el fluido que retorna al cilindro no puede volver hacia el depósito de baja presión por ese sub-circuito de salida;
- un sub-circuito intermedio que comunica entre sí los depósitos de alta presión y de baja presión con interposición de un generador hidráulico entre ellos; y
medios para gestionar la energía generada y enviarla a la costa mediante conducciones apropiadas.
Preferentemente, el citado receptáculo es hermético.
Adicionalmente, en relación con el citado eje-émbolo del cilindro se dispone también, al menos un compensador que, a modo de contrapeso, hace que el fuelle suba cuando las olas dejan de presionar.
El receptáculo y la plataforma asociada a él quedan sumergidos o semi-sumergidos en el mar; pudiendo controlarse tanto la inclinación como la profundidad a la que debe estar el conjunto mediante unos depósitos de carga y estabilización dispuestos en la base del propio receptáculo.
El receptáculo y la plataforma asociada pueden quedar fijos respecto al fondo mediante cables o anclas, que pueden desengancharse para retirar la instalación o para trasladarla a otro lugar.
La generación de electricidad en la instalación objeto del invento es controlable en todo momento, puesto que en todo momento sabemos la presión que tiene el depósito de alta presión y podemos dosificar o ampliar la salida de dicha presión activando los generadores que se consideren oportunos en cada momento.
La energía generada puede ser gestionada en el interior de la instalación para transformarla en electricidad y enviarla a la costa mediante cables eléctricos asociados a la oportuna conexión de salida, o enviarla directamente a la costa mediante las conducciones apropiadas y allí gestionarla para transformarla en electricidad.
Las ventajas de esta instalación, de acu4erdo con la primera realización, son que además de la energía cinética también consigue aprovechar la energía potencial que proporciona el mar puesto que las olas y movimientos marinos además de tener un movimiento tiene también una masa que al poder aprovecharse para producir presión en los fuelles multiplica el valor de esta presión que posteriormente pude ser utilizada para generar energía eléctrica mediante generadores. Las ventajas de esta instalación, de acuerdo con la segunda realización, también radican en su versatilidad: puede adaptarse con rapidez y facilidad en cualquier entorno marino, sumergida o semi-sumergida en el mar. Además, no requiere infraestructuras específicas, ni realizar grandes obras para montarla o para trasladarla a otro lugar.
Otras configuraciones y ventajas de la invención se pueden deducir a partir de la descripción siguiente, y de las reivindicaciones dependientes.
Descripción de los dibujos
Para comprender mejor el objeto de la invención, se representa en las figuras adjuntas una forma preferente de realización, susceptible de cambios accesorios que no desvirtúen su fundamento. En este caso:
La figura 1 representa un esquema general en alzado de una instalación para generar electricidad aprovechando la energía del mar, de acuerdo con el invento y para una configuración mínima que incluye un depósito de baja presión (2a) en comunicación con los fuelles (1) mediante respectivos sub-circuitos de entrada (3a) y de salida (3c) provistos de válvulas anti-retorno.
La figura 2 representa una vista esquemática similar a la figura anterior, para una configuración de instalación que incluye un depósito de alta presión (2a) en comunicación con los fuelles (1) mediante un sub-circuito de entrada (3a); un depósito de baja presión (2b) en comunicación con los fuelles (1) mediante un sub-circuito de salida (3c); y sendos sub-circuitos intermedios (3b) provistos de respectivos generadores hidráulicos (4) y en comunicación con ambos depósitos (2a), (2b).
La figura 3 representa una vista esquemática para una instalación similar a la figura 2, en la que se ha incluido otro generador hidráulico (4) en el sub-circuito de salida (3c).
La figura 4 representa un esquema parcial en planta, donde se puede observar una distribución preferente de fuelles (1) interconectados con los sub-circuitos de entrada (3a) y de salida (3c).
La figura 5 representa un esquema general de una instalación para generar electricidad aprovechando la energía del mar, de acuerdo con el invento y para una configuración que incluye un depósito de alta presión (2a) en comunicación con dos cilindros (5) mediante sendos sub-circuitos de entrada (3a); un depósito de baja presión (2b) en comunicación con estos cilindros (5) mediante sendos sub-circuitos de salida (3c) bifurcados a partir de una única salida desde el depósito de baja presión (2b); y un sub-circuito intermedio (3b) que comunica entre sí el depósito de alta presión (2a) y el depósito de baja presión (2b) y va provisto de un generador hidráulico (4).
Descripción de una realización preferente
Se describe a continuación un ejemplo de realización práctica, no limitativa, del presente invento. No se descartan en absoluto otros modos de realización en los que se introduzcan cambios accesorios que no desvirtúen su fundamento.
La instalación para generar electricidad aprovechando la energía del mar de acuerdo con el invento, en un ejemplo de realización básico representado en la figura 1 consta de, como mínimo:
- una zona (a) que está en el mar, en la que se dispone, al menos, un fuelle (1) susceptible de ser alcanzado por las olas;
una zona (b) que no está en el mar, en la que se dispone un depósito de baja presión (2b);
un sub-circuito de entrada (3a) que comunica el fuelle (1) y el depósito de baja presión (2b); yendo provisto dicho sub-circuito (3a) de válvula anti-retorno de forma que el fluido, expulsado del fuelle (1) por la presión del mar hacia el depósito de baja presión (2b), no puede volver hacia el fuelle (1) por ese sub- circuito (3a);
un sub-circuito de salida (3c) que comunica el depósito de baja presión (2b) con el fuelle (1); yendo provisto dicho sub-circuito (3c) de válvula anti-retorno de forma que el fluido, que entra en el fuelle (1) proveniente del depósito de baja presión (2b), no puede volver hacia el depósito de baja presión (2b) por ese sub-circuito (3c);
- al menos, un generador hidráulico (4), dispuesto en el sub-circuito (3c);
Los sub-circuitos de entrada (3a) y de salida (3c), en conjunción sucesiva a partir del fuelle (1) con el depósito de baja presión (2b) y nuevamente con el fuelle (1) definen un circuito cerrado para el fluido que circula por ellos impulsado por las olas.
Partiendo de esta configuración básica, pueden incluirse más elementos componentes en la instalación, sin desvirtuar su fundamento.
En otro ejemplo de realización, representado en la figura 2, la instalación de acuerdo con el invento consta de: una zona (a) que está en el mar, en la que se dispone, al menos, un fuelle (1) susceptible de ser alcanzado por las olas;
una zona (b) que no está en el mar, en la que se disponen un depósito de alta presión (2a) y un depósito de baja presión (2b);
- un sub-circuito de entrada (3a) que comunica el fuelle (1) y el depósito de alta presión (2a); yendo provisto dicho sub-circuito (3a) de válvula anti-retorno de forma que el fluido, expulsado del fuelle (1) por la presión del mar hacia el depósito de alta presión (2a), no puede volver hacia el fuelle (1) por ese sub- circuito (3a);
- un sub-circuito de salida (3c) que comunica el depósito de baja presión con el fuelle (1); yendo provisto dicho sub-circuito (3c) de válvula anti-retorno de forma que el fluido, que entra en el fuelle (1) proveniente del depósito de baja presión (2b), no puede volver hacia el depósito de baja presión (2b) por ese sub-circuito (3c);
- al menos, un sub-circuito intermedio (3b) que comunica entre sí los depósitos de alta presión (2a) y de baja presión (2b) con interposición de un generador hidráulico (4);
Los sub-circuitos de entrada (3a), intermedio (3b) y de salida (3c), en conjunción sucesiva a partir del fuelle (1) con el depósito de alta presión (2a), con el depósito de baja presión (2b) y nuevamente con el fuelle (1) respectivamente, definen un circuito cerrado para el fluido que circula por ellos impulsado por las olas;
El depósito de baja presión (2b) se carga mediante la descarga que realizan los motores hidráulicos del generador (4).
En particular:
- se disponen varios fuelles (1) asociados en paralelo con los respectivos sub- circuitos de entrada (3a) y de salida (3c); yendo dichos fuelles (1) ubicados en distintas posiciones y/o a distintos niveles en la zona (a) que está en el mar, para aprovechar mejor la energía marina según la marea existente en cada momento; y/o
- se disponen varios sub-circuitos intermedios (3b) comunicando entre sí los depósitos de alta presión (2a) y de baja presión (2b), con un generador hidráulico (4) en cada sub-circuito intermedio (3b). En otro ejemplo de realización representado en la figura 3, a la instalación representada en la figura 2 se le ha añadido un generador hidráulico adicional (4) dispuesto en el sub- circuito de salida (3c), con lo que se aumenta la capacidad de generar energía eléctrica.
Con esta estructuración, en el ejemplo de realización de la figura 1 , cuando llegan las olas del mar presionan los fuelles (1) y esto proporciona presión en su interior. Estos fuelles (1) van asociados a los sub-circuitos de entrada (3a) y de salida (3c) con válvulas anti-retorno en ambos; de forma que por el sub-circuito de entrada (3a) es expulsado el fluido del circuito cerrado desde el interior del fuelle (1) por la presión del mar hasta el depósito de baja presión (2b), el fluido no puede volver por ese sub-circuito de entrada (3a).
El fluido que llega a los fuelles (1) llega desde el depósito de baja presión (2b) y por el sub-circuito de salida (3c) que permite que entre en los fuelles (1), pero que no pueda salir por dicho sub-circuito (3c) merced a las correspondientes válvulas anti-retorno. Mediante el generador hidráulico (4) se aprovecha la salida de agua desde el depósito de baja presión (2b) para generar energía.
De esta forma, a medida que el fluido entra por el sub-circuito de entrada (3a) va llenando el depósito de baja presión (2b) y subiendo su nivel. Esta acumulación de presión se aprovecha para generar energía eléctrica mediante el generador hidráulico (4) dispuesto en el sub-circuito de salida (3c), pudiendo controlar el caudal y la presión a la que debe trabajar en cada momento dicho generador (4).
En el ejemplo de realización de las figuras 2 y 3, cuando llegan las olas del mar presionan los fuelles (1) y esto proporciona presión en su interior. Estos fuelles (1) van asociados a los sub-circuitos de entrada (3a) y de salida (3c) con válvulas anti-retorno en ambos; de forma que por el sub-circuito de entrada (3a) es expulsado el fluido del circuito cerrado desde el interior del fuelle (1) por la presión del mar hasta el depósito de alta presión (2a), el fluido no puede volver por ese sub-circuito de entrada (3a).
El fluido que llega a los fuelles (1) llega desde el depósito de baja presión (2b) y por el sub-circuito de salida (3c) que permite que entre en los fuelles (1), pero que no pueda salir por dicho sub-circuito (3c) merced a las correspondientes válvulas anti-retorno, pudiendo incluso mediante un generador adicional (4) aprovechar la entrada de agua para generar energía.
El depósito de baja presión (2b) se carga mediante la descarga que realizan los motores hidráulicos de los generadores (4) dispuestos en el circuito o circuitos intermedios (3b) de forma que el fluido queda en un circuito cerrado. De esta forma, vamos ejerciendo presión en el depósito de alta presión (2a) y esta acumulación de presión se aprovecha para generar energía eléctrica mediante los generadores eléctricos (4), pudiendo controlar el número, caudal y la presión a la que deben trabajar en cada momento dichos generadores (4).
La instalación para generar electricidad aprovechando la energía del mar, de acuerdo con el invento y para el ejemplo de realización representado en la figura 5, consta de, como mínimo, una plataforma (a) en la que se disponen uno o varios fuelles (1) susceptibles de ser empujados por las olas (o); y un receptáculo (b) asociado a dicha plataforma (a) formando ambos un único conjunto.
Según la realización representada, el citado receptáculo (b) es hermético y en su interior se disponen, al menos:
un depósito de alta presión (2a);
un depósito de baja presión (2b);
un sub-circuito de entrada (3a);
- un sub-circuito de salida (3c);
un sub-circuito intermedio (3b); y
medios (c) para gestionar la energía generada y enviarla a la costa mediante conducciones apropiadas.
El sub-circuito de entrada (3a) comunica el fuelle (1) con un cilindro (5) de dos vías mediante un eje-embolo (51) y a éste con el depósito de alta presión (2a) a través de una de las vías de dicho cilindro (5); yendo provisto este sub-circuito (3a) de válvula antiretorno de forma que el fluido presionado desde el cilindro (5) hacia el depósito de alta presión (2a) no puede volver hacia el cilindro (5) por ese sub-circuito de entrada (3a).
El sub-circuito de salida (3c) comunica el depósito de baja presión (2b) con el cilindro (5) a través de su otra vía; yendo provisto dicho sub-circuito (3c) de válvula anti-retorno de forma que el fluido que retorna al cilindro (5) no puede volver hacia el depósito de baja presión (2b) por ese sub-circuito de salida (3c).
El sub-circuito intermedio (3b) comunica entre sí los depósitos de alta presión (2a) y de baja presión (2b) con interposición de un generador hidráulico (4) entre ellos.
Los sub-circuitos de entrada (3a), intermedio (3b) y de salida (3c), en conjunción sucesiva a partir del cilindro (5) con el depósito de alta presión (2a), con el depósito de baja presión (2b) y nuevamente con el cilindro (5) respectivamente, definen un circuito cerrado para el fluido que circula por ellos, presionado por el eje-embolo (51) al ser empujado por los fuelles (1), que a su vez son impulsados por las olas (o).
El depósito de baja presión (2b) se carga mediante la descarga que realizan los motores hidráulicos del generador (4).
Partiendo de esta configuración básica, pueden incluirse más elementos componentes o modificarse su distribución, sin desvirtuar el fundamento de la instalación. Por ejemplo, es indistinto a los efectos del invento:
- disponer varios fuelles (1) asociados a ejes-émbolo de varios cilindros (5) que confluyan en el depósito de alta presión (2a) mediante respectivos sub-circuitos de entrada (3a); y que el circuito de salida (3c) que parte del depósito de baja presión (2b) se bifurque hacia los varios cilindros (5) asociados a fuelles (1) ubicados en distintas posiciones y/o a distintos niveles en la plataforma (a) para aprovechar mejor la energía marina según la marea existente en cada momento; y/o
- disponer varios sub-circuitos intermedios (3b) comunicando entre sí varios depósitos de alta presión (2a) y de baja presión (2b), con uno o varios generadores hidráulicos (4) en cada sub-circuito intermedio (3b); y/o
- disponer un generador hidráulico adicional intercalado en el sub-circuito de salida (3c) para aprovechar la salida de agua desde el depósito de baja presión (2b) y así generar energía adicional.
Con esta estructuración, cuando las olas del mar presionan los fuelles (1) éstos empujan al correspondiente eje-émbolo (51) que proporciona presión en el interior del correspondiente cilindro (5).
Estos cilindros (5) van asociados por sus dos vías, respectivamente, a los sub-circuitos de entrada (3a) y de salida (3c) con interposición de válvulas anti-retorno en ambos; de forma que por el sub-circuito de entrada (3a) es presionado el fluido del circuito cerrado desde el interior del cilindro (5) hasta el depósito de alta presión (2a) a través de una de sus vías. El fluido no puede volver por ese sub-circuito de entrada (3a) por impedirlo la correspondiente válvula anti-retorno.
El fluido que retorna a los cilindros (5) llega desde el depósito de baja presión (2b) y por el sub-circuito de salida (3c) que permite que alcance los cilindros (5) a través de su otra vía, pero que no pueda volver al depósito de baja presión (2b) por dicho sub-circuito (3c) al impedirlo las correspondientes válvulas anti-retorno. De esta forma, a medida que el fluido entra por el sub-circuito de entrada (3a) va llenando el depósito de alta presión (2a) y subiendo su nivel. Esta acumulación de presión se aprovecha para generar energía mediante el generador hidráulico (4) dispuesto en el sub- circuito intermedio (3b), pudiendo controlar el caudal y la presión a la que debe trabajar en cada momento dicho generador (4).
El depósito de baja presión (2b) se carga mediante la descarga que realizan los motores hidráulicos de los generadores (4) dispuestos en el circuito o circuitos intermedios (3b) de forma que el fluido queda en un circuito cerrado.
Mediante un generador hidráulico adicional intercalado en el sub-circuito de salida (3c) se puede aprovechar la salida de fluido desde el depósito de baja presión (2b) para generar energía adicional.
Preferentemente, el fluido que se emplea en el circuito cerrado es agua, pero está incluido en el objeto del invento, y no se descarta, el empleo de cualquier otro fluido que se revele como más apropiado para mejorar el rendimiento de la instalación o para facilitar su mantenimiento.
La energía generada puede ser gestionada en el interior de la instalación para transformarla en electricidad y enviarla a la costa mediante cables eléctricos asociados a la oportuna conexión de salida a red eléctrica o enviarla directamente a la costa mediante conducciones apropiadas y allí gestionarla para transformarla en electricidad. En el esquema de la figura 1 se ha identificado con (c) una representación simbólica de los medios para gestionar la energía generada en la instalación objeto del invento (medios que no se explican con mayor detalle porque, en sí mismos, no forman parte de la instalación objeto del invento).
La instalación objeto del invento se completa con medios de gestión ubicados en tierra (y a los que está en todo momento asociada la instalación, ya sea mediante conexiones físicas o inalámbricas). Estos medios controlan en todo momento como está funcionando la instalación y comandan las decisiones de funcionamiento. No se explican con mayor detalle estos medios de gestión/control (tales como medidores de presión y/o tensión, alarmas y similares) por ser, en sí mismos, conocidos.
Lugares preferentes para la instalación objeto del invento de acuerdo con la realización de las figuras 1 a 4 son, por ejemplo, las escolleras de los muelles que dan al mar, donde pueden colocarse varias filas en paralelo de fuelles (1), según, por ejemplo, la disposición de la figura 4. También pueden estar los fuelles (1) semi-sumergidos, a una distancia de la costa aprovechando la rompiente. Lugares preferentes para la instalación objeto del invento de acuerdo con la realización de la figura 5 pueden ser cualesquiera, próximos a la costa sin prácticamente impacto ambiental porque los fuelles (1) pueden estar sumergidos o semi-sumergidos y el resto de la instalación va sumergida.
Podrán ser variables los materiales, dimensiones, proporciones y, en general, aquellos otros detalles accesorios o secundarios que no alteren, cambien o modifiquen la esencialidad propuesta.
Los términos en que queda redactada esta memoria son ciertos y fiel reflejo del objeto descrito, debiéndose tomar en su sentido más amplio y nunca en forma limitativa.

Claims

REIVINDICACIONES
1. - Instalación para generar electricidad aprovechando la energía del mar; caracterizada porque, como mínimo, consta de una plataforma (a) con, al menos, un fuelle (1) susceptible de ser alcanzado por las olas y un receptáculo (b) en el que se dispone, al menos, un depósito de baja presión (2b).
2. - Instalación, según reivindicación 1 , caracterizada porque:
- la plataforma (a) está en el mar, y en ella se dispone, al menos, un fuelle (1) susceptible de ser alcanzado por las olas;
- el receptáculo (b) no está en el mar, y en él se dispone, al menos, un depósito de baja presión (2b);
- se dispone un sub-circuito de entrada (3a) que comunica el fuelle (1) y el depósito de baja presión (2b); yendo provisto dicho sub-circuito (3a) de válvula anti-retorno de forma que el fluido, expulsado del fuelle (1) por la presión del mar hacia el depósito de baja presión (2b), no puede volver hacia el fuelle (1) por ese sub-circuito (3a);
- se dispone un sub-circuito de salida (3c) que comunica el depósito de baja presión (2b) con el fuelle (1); yendo provisto dicho sub-circuito de salida (3c) de válvula anti-retorno de forma que el fluido, que entra en el fuelle (1) proveniente del depósito de baja presión (2b), no puede volver hacia el depósito de baja presión (2b) por ese sub-circuito de salida (3c);
- se dispone, al menos, un generador hidráulico (4), dispuesto en el sub-circuito de salida (3c);
- los sub-circuitos de entrada (3a) y de salida (3c), en conjunción sucesiva a partir del fuelle (1) con el depósito de baja presión (2b) y nuevamente con el fuelle (1) definen un circuito cerrado para el fluido que circula por ellos impulsado por las olas.
3.- Instalación, según reivindicación 1 , caracterizada porque, la plataforma (a) asociada al receptáculo (b) forman un único conjunto que queda sumergido o semi-sumergido en el mar; con la particularidad de que sobre la plataforma (a) se disponen uno o varios fuelles (1) susceptibles de ser empujados por las olas (o) y en el interior del receptáculo (b) se disponen, al menos:
- un depósito de alta presión (2a);
un depósito de baja presión (2b); un sub-circuito de entrada (3a) que comunica el fuelle (1) con un cilindro (5) de dos vías mediante un eje-embolo (51) y a éste con el depósito de alta presión (2a) a través de una de las vías de dicho cilindro (5); yendo provisto este sub-circuito (3a) de válvula anti-retorno de forma que el fluido presionado desde el cilindro (5) hacia el depósito de alta presión (2a) no puede volver hacia el cilindro (5) por ese sub-circuito de entrada (3a);
un sub-circuito de salida (3c) que comunica el depósito de baja presión (2b) con el cilindro (5) a través de su otra vía; yendo provisto dicho sub-circuito (3c) de válvula anti-retorno de forma que el fluido que retorna al cilindro (5) no puede volver hacia el depósito de baja presión (2b) por ese sub-circuito de salida (3c); un sub-circuito intermedio (3b) que comunica entre sí los depósitos de alta presión (2a) y de baja presión (2b) con interposición de un generador hidráulico (4) entre ellos; y
medios (c) para gestionar la energía generada y enviarla a la costa mediante conducciones apropiadas.
4.- Instalación, según reivindicación 2, caracterizada porque:
- en el receptáculo (b) que no está en el mar se disponen un depósito de alta presión (2a), un depósito de baja presión (2b) y al menos, un sub-circuito intermedio (3b) que comunica entre sí los depósitos de alta presión (2a) y de baja presión (2b) con interposición de un generador hidráulico (4);
- el sub-circuito de entrada (3a) comunica el fuelle (1) y el depósito de alta presión (2a); yendo provisto dicho sub-circuito (3a) de válvula anti-retorno de forma que el fluido, expulsado del fuelle (1) por la presión del mar hacia el depósito de alta presión (2a), no puede volver hacia el fuelle (1) por ese sub-circuito (3a);
- el sub-circuito de salida (3c) comunica el depósito de baja presión con el fuelle (1); yendo provisto dicho sub-circuito de salida (3c) de válvula anti-retorno de forma que el fluido, que entra en el fuelle (1) proveniente del depósito de baja presión (2b), no puede volver hacia el depósito de baja presión (2b) por ese sub-circuito de salida (3c);
- los sub-circuitos de entrada (3a), intermedio (3b) y de salida (3c), en conjunción sucesiva a partir del fuelle (1) con el depósito de alta presión (2a), con el depósito de baja presión (2b) y nuevamente con el fuelle (1) definen un circuito cerrado para el fluido que circula por ellos impulsado por las olas; - el depósito de baja presión (2b) se carga mediante la descarga que realizan los motores hidráulicos del generador (4).
5. - Instalación, según reivindicación 4, caracterizada porque se disponen varios sub- circuitos intermedios (3b) comunicando entre sí los depósitos de alta presión (2a) y de baja presión (2b); disponiendo un generador hidráulico (4) en cada sub-circuito intermedio (3b).
6. - Instalación, según una de las reivindicaciones 4 ó 5, caracterizada porque se dispone un generador hidráulico adicional (4) en el sub-circuito de salida (3c).
7. - Instalación, según reivindicación 2, caracterizada porque se disponen varios fuelles (1) asociados en paralelo con los respectivos sub-circuitos de entrada (3a) y de salida (3c); yendo dichos fuelles (1) ubicados en distintas posiciones y/o a distintos niveles en la plataforma (a) que está en el mar, para aprovechar mejor la energía marina según la marea existente en cada momento.
8. - Instalación, según reivindicación 3, caracterizada porque el citado receptáculo (b) es hermético.
9. - Instalación, según reivindicación 3, caracterizada porque el depósito de baja presión (2b) se carga mediante la descarga que realizan los motores hidráulicos del generador (4).
10. - Instalación, según reivindicación 3, caracterizada porque en relación con el eje- embolo (51) se dispone también, al menos, un compensador (6) que, a modo de contrapeso, hace que el fuelle (1) suba cuando las olas (o) dejan de presionar.
1 1. - Instalación, según reivindicación 3, caracterizada porque el receptáculo (b) y la plataforma asociada (a) quedan sumergidos o semi-sumergidos en el mar; pudiendo controlarse tanto la inclinación como la profundidad a la que debe estar el conjunto mediante unos depósitos de carga y estabilización (7) dispuestos en la base del propio receptáculo (b).
12. - Instalación, según reivindicación 3, caracterizada porque el receptáculo (b) y la plataforma asociada (a) quedan fijos respecto al fondo mediante cables, o anclas, que pueden desengancharse para retirar la instalación o para trasladarla a otro lugar.
13.- Instalación, según reivindicación 3, caracterizada porque se dispone un generador hidráulico adicional intercalado en el sub-circuito de salida (3c); de modo que se puede aprovechar la salida de agua desde el depósito de baja presión (2b) para generar energía adicional.
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