ES2965268B2 - Multi-mass wave energy converter module - Google Patents
Multi-mass wave energy converter moduleInfo
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Classifications
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Description
DESCRIPCIÓNDESCRIPTION
Módulo convertidor de energía undimotriz multi-masa Multi-mass wave energy converter module
Sector de la técnicaTechnical sector
Esta invención se enmarca en el sector de aprovechamiento de energías renovables. más concretamente en los aprovechamientos de energía del mar y específicamente. en las tecnologías de aprovechamiento de la energía procedente de las olas del mar, es decir, las tecnologías undimotrices. This invention falls within the renewable energy sector, more specifically, in the use of energy from the sea, and specifically, in technologies that harness energy from ocean waves, that is, wave technologies.
Antecedentes de la invenciónBackground of the invention
Dentro del estado de la técnica anterior, encontramos la patente de invención española ES2630735B1. Esta patente describe un módulo convertidor de energía undimotriz que utiliza el empuje generado en un flotador, para elevar una masa dentro de una carcasa estanca. Desde una posición elevada se deja caer esa masa activa, que lleva acoplado a ella un generador eléctrico tipo turbina. La masa ejerce una presión sobre el fluido (aire) que está bajo ella y contenido en la carcasa estanca. La diferencia de presiones entre el fluido bajo la masa activa y el fluido sobre ella, genera un flujo que mueve la turbina, y esta genera electricidad. Within the prior art, we find the Spanish invention patent ES2630735B1. This patent describes a wave energy converter module that uses the thrust generated by a float to elevate a mass within a sealed casing. This active mass, coupled to a turbine-type electric generator, is dropped from an elevated position. The mass exerts pressure on the fluid (air) below it and contained in the sealed casing. The pressure difference between the fluid below the active mass and the fluid above it generates a flow that drives the turbine, which generates electricity.
En la solicitud de patente P 201800122, se plantea una evolución del módulo descrito en la patente ES263073581. En esta solicitud, se mantiene un flotador que eleva una masa activa dentro de una carcasa estanca y esta masa se deja caer una vez alcanzada cierta altura. Las novedades de la invención descrita en esta solicitud son que la turbina no está acoplada a la masa activa, si no que está alojada en un conducto independiente, dotado de al menos una válvula. Este nuevo módulo convertidor, gracias al conducto independiente de la turbina y a la válvula que regula el paso de fluido hacia la turbina, permite acumular presión en el fluido y controlar el momento de liberación de esta presión, aumentando de este modo la potencia de generación eléctrica. Patent application P 201800122 proposes an evolution of the module described in patent ES 263073581. In this application, a float is held within a sealed housing that elevates an active mass, and the mass is dropped once it reaches a certain height. The novelty of the invention described in this application is that the turbine is not coupled to the active mass, but is housed in an independent conduit equipped with at least one valve. This new converter module, thanks to the independent conduit of the turbine and the valve that regulates the flow of fluid to the turbine, allows pressure to build up in the fluid and the timing of this pressure release to be controlled, thereby increasing the power output.
Los módulos convertidores mencionados anteriormente, funcionan con una única masa activa, lo que acarrea los inconvenientes siguientes: The converter modules mentioned above operate with a single active mass, which leads to the following drawbacks:
- Cuando están generando electricidad, durante el descenso de la masa activa, no son capaces de captar la energía incidente, dado que durante la generación, la masa activa no se puede elevar. - When generating electricity, during the descent of the active mass, they are not able to capture the incident energy, since during generation, the active mass cannot be raised.
- La generación que se obtiene de los módulos convertidores anteriores, es necesariamente discontinua, dado que hay que esperar a que la masa activa vuelva a subir, para dejarla caer y volver a generar electricidad. - The generation obtained from the previous converter modules is necessarily discontinuous, since it is necessary to wait for the active mass to rise again, to let it fall and generate electricity again.
Explicación de la invenciónExplanation of the invention
El módulo convertidor objeto de esta invención, soluciona los problemas descritos en el apartado anterior. gracias a que implementa varias masas activas, de funcionamiento independiente entre ellas. El módulo convertidor undimotriz con varias masas activas (o módulo convertidor multimasa) tiene las ventajas siguientes: The converter module of this invention solves the problems described in the previous section by implementing several active masses, which operate independently of each other. The wave converter module with several active masses (or multi-mass converter module) has the following advantages:
- Posibilita la captación de la energía del oleaje por medio de una o varias masas activas, al mismo tiempo que está generando energía eléctrica, con otra u otras masas activas diferentes. - It enables the capture of wave energy by means of one or more active masses, while generating electrical energy with one or more different active masses.
- El nuevo módulo también permite una generación eléctrica continua, dado que abre la posibilidad de tener siempre una masa activa descendiendo, y por tanto, generando electricidad - The new module also allows for continuous power generation, as it opens up the possibility of always having an active mass descending, and therefore generating electricity.
A continuación se explica el funcionamiento del módulo convertidor objeto de la invención. Este módulo utiliza partes de la tecnología contenida en los dispositivos mencionados en el apartado antecedentes, siendo su parte caracterizadora la tecnología que posibilita el funcionamiento con varias masas activas. en contraposición al uso de una sola masa activa. Se explica el funcionamiento completo del módulo objeto de la invención. The operation of the converter module object of the invention is explained below. This module uses parts of the technology contained in the devices mentioned in the Background section, its defining feature being the technology that enables operation with multiple active masses, as opposed to the use of a single active mass. The complete operation of the module object of the invention is explained below.
Un módulo convertidor está formado por una estructura de soporte, rígida. La estructura de soporte está formada por un fuste, ligado a una base en el lecho marino, por medio de un empotramiento u otras ligaduras, de modo que al menos está restringido su movimiento vertical. En la parte superior del fuste, al nivel del mar en calma, se sitúa una base, sobre la que se apoya la carcasa estanca y todos los elementos que esta contiene. La carcasa estanca está subdividida en diferentes compartimentos, gracias a varios cilindros intermedios coaxiales a ella. A converter module consists of a rigid support structure. The support structure consists of a shaft, attached to a base on the seabed by means of shoring or other ties, so that its vertical movement is at least restricted. On top of the shaft, at calm sea level, is a base, on which the watertight casing and all its components rest. The watertight casing is subdivided into different compartments by means of several coaxial intermediate cylinders.
El módulo cuenta con un flotador, que rodea a la carcasa estanca. El flotador, gracias a los sistemas de acople desacople independientes, es capaz de elevar las masas activas de modo independiente, estando estas masas alojadas en sus respectivos compartimentos. Cuando una ola está en ascenso, una computadora que cuenta con unos periféricos, manda la orden de acople a las mordazas ligadas al flotador, las cuales se acoplan a los cables transmisores correspondientes a una determinada masa activa. El empuje que se genera en el flotador se transmite a las mordazas, estas a su vez lo transmiten a los cables transmisores, estos cables pasan por sus correspondientes poleas y trinquete, hasta el punto de anclaje de su correspondiente masa activa. Los cables transmiten esta fuerza a la masa activa, haciendo que ascienda dentro de su respectivo compartimento. La geometría de cada masa activa está ajustada a su respectivo compartimento, de modo similar a un émbolo dentro de un pistón, no dejando pasar a través del contacto entre la masa activa y las paredes de su compartimento, el fluido (aire) que está bajo ella, hacia su parte superior y permitiendo el desplazamiento vertical de la masa activa correspondiente, dentro de su compartimento correspondiente. The module features a float that surrounds the watertight casing. Thanks to independent coupling and decoupling systems, the float is capable of independently elevating the active masses, which are housed in their respective compartments. When a wave is rising, a computer equipped with peripherals sends the docking command to the clamps attached to the float, which then connect to the transmission cables corresponding to a specific active mass. The thrust generated in the float is transmitted to the clamps, which in turn transmit it to the transmission cables. These cables pass through their corresponding pulleys and ratchets to the anchor point of their corresponding active mass. The cables transmit this force to the active mass, causing it to rise within its respective compartment. The geometry of each active mass is adjusted to its respective compartment, similar to a plunger inside a piston, not allowing the fluid (air) below it to pass through the contact between the active mass and the walls of its compartment, towards its upper part and allowing the vertical displacement of the corresponding active mass, within its corresponding compartment.
Cuando la ola desciende, la computadora envía la orden de desacople a las mordazas del flotador, y el correspondiente trinquete bloquea el cable transmisor al que está conectada la masa activa, impidiendo de este modo, el movimiento descendente que induce la masa activa por su peso. Tras varios ciclos de ola, la masa activa llega a una posición elevada y desde esa posición, se liberará su movimiento vertical descendente. La masa activa cuenta con al menos un orificio dotado de una válvula, la cual se abre en la fase de ascenso de la masa activa, para no generar vacío bajo ella, y se cierra en la fase de descenso, impidiendo el paso de fluido (aire) a través del susodicho orificio de la masa activa When the wave descends, the computer sends the uncoupling order to the float jaws, and the corresponding ratchet blocks the transmitting cable to which the active mass is connected, thus preventing the downward movement induced by the active mass due to its weight. After several wave cycles, the active mass reaches an elevated position and from that position, its downward vertical movement will be released. The active mass has at least one hole equipped with a valve, which opens during the ascent phase of the active mass, so as not to generate a vacuum beneath it, and closes during the descent phase, preventing the passage of fluid (air) through said hole in the active mass.
Cuando una masa activa ya está descendiendo, el proceso de elevación descrito, se lleva a cabo sobre otra masa activa diferente, de este modo esta otra masa activa, está captando energía y acumulándola como energía potencial gravitatoria When an active mass is already descending, the lifting process described is carried out on another different active mass, in this way this other active mass is capturing energy and accumulating it as gravitational potential energy.
La masa activa que está descendiendo dentro de su compartimento, debido a su peso, comprime el fluido (que puede ser aire) que hay contenido bajo ella, dentro del compartimento, actuando como un embolo. El compartimento contiene un conducto. que a su vez contiene una válvula. Este conducto comunica el compartimento de la carcasa estanca, con el compartimento del generador eléctrico (que puede ser una turbina), al llegar a una determinada presión del fluido contenido en el compartimento de la masa activa, se abre la válvula del conducto, dejando pasar el fluido a presión al compartimento de la turbina, de este modo, el fluido a presión mueve los alabes de la turbina, y ésta, transforma ese movimiento en electricidad. The active mass, which is descending within its compartment, due to its weight, compresses the fluid (which may be air) contained beneath it, within the compartment, acting as a piston. The compartment contains a conduit, which in turn contains a valve. This conduit connects the sealed housing compartment with the electrical generator compartment (which may be a turbine). When the fluid contained in the active mass compartment reaches a certain pressure, the conduit valve opens, allowing the pressurized fluid to pass into the turbine compartment. In this way, the pressurized fluid moves the turbine blades, and the turbine transforms this movement into electricity.
El módulo convertidor objeto de la invención, gracias a su funcionamiento con varias masas activas, es capaz de captar energía incidente, elevando una masa activa, al mismo tiempo que genera electricidad por medio de otra masa activa, con lo que la energía total captada por el módulo, es mayor que la captada con los módulos de una sola masa activa. También es capaz, con un número suficiente de masas activas independientes, de generar electricidad de un modo constante, dado que puede disponer siempre una masa activa en descenso. The converter module object of the invention, thanks to its operation with several active masses, is capable of capturing incident energy by elevating one active mass while simultaneously generating electricity through another active mass. Therefore, the total energy captured by the module is greater than that captured with modules with a single active mass. It is also capable, with a sufficient number of independent active masses, of generating electricity constantly, given that it can always have one active mass descending.
Breve descripción de los dibujosBrief description of the drawings
Para complementar la descripción que se está realizando y con objeto de ayudar a una mejor comprensión de las características de la invención, se acompaña como parte integrante de dicha descripción, un juego de dibujos en donde con carácter ilustrativo y no limitativo, se ha representado lo siguiente: To complement the description being made and in order to help better understand the characteristics of the invention, a set of drawings is attached as an integral part of said description, in which the following has been represented for illustrative and non-limiting purposes:
Figura 1.- Muestra una vista en perspectiva del módulo convertidor multi-masa objeto de la invención. También muestra dos secciones verticales del módulo una por el plano que contiene al cable transmisor primero (14) y otra por el plano que contiene al cable transmisor segundo (32). Figure 1 shows a perspective view of the multi-mass converter module object of the invention. It also shows two vertical sections of the module, one along the plane containing the first transmitter cable (14) and another along the plane containing the second transmitter cable (32).
Figura 2.- Muestra la estructura de soporte y ciertos elementos técnicos asociados a ella. Se muestra una ampliación de la zona superior de la estructura de soporte. Figure 2.- Shows the support structure and certain associated technical elements. An enlarged view of the upper area of the support structure is shown.
Figura 3.- Ilustra una sección vertical de la carcasa estanca. Se representan dos ampliaciones de zonas concretas. Figure 3.- Illustrates a vertical section of the watertight housing. Two enlargements of specific areas are shown.
Figura 4.- Muestra una sección vertical (sección vertical 1) del módulo convertidor, obtenida a partir del plano que secciona al sistema acople-desacople primero. También se muestra una sección horizontal (sección horizontal 1). Se aprecian dos ampliaciones del dibujo, a fin de ilustrar la masa activa primera y sus elementos técnicos asociados, así como el compartimento primero, con sus respectivos elementos técnicos asociados. A modo indicativo está esbozada la superficie del mar bajo la acción del oleaje. Figure 4 shows a vertical section (vertical section 1) of the converter module, obtained from the drawing that sections the first coupling-decoupling system. A horizontal section (horizontal section 1) is also shown. Two enlargements of the drawing are shown to illustrate the first active mass and its associated technical elements, as well as the first compartment, with its respective associated technical elements. The surface of the sea under the action of the waves is outlined for illustrative purposes.
Figura 5.- Muestra una sección vertical (sección vertical 2) del módulo convertidor. obtenida a partir del plano que secciona al sistema acople-desacople segundo. También se muestra una sección horizontal (sección horizontal 2), en esta sección horizontal se pueden ver los conductos primero y segundo. Se aprecian dos ampliaciones, a fin de ilustrar la masa activa segunda y sus elementos técnicos asociados, así como el compartimento segundo con sus respectivos elementos técnicos asociados. A modo indicativo está esbozada la superficie del mar bajo la acción del oleaje. Figure 5 shows a vertical section (vertical section 2) of the converter module, obtained from the sectional drawing of the second coupling-decoupling system. A horizontal section (horizontal section 2) is also shown. This horizontal section displays the first and second ducts. Two enlargements are shown to illustrate the second active mass and its associated technical elements, as well as the second compartment with its associated technical elements. The surface of the sea under the action of the waves is outlined for illustrative purposes.
Figura 6.- Ilustra el flotador del módulo convertidor. Se muestra una vista en planta. una sección vertical y una vista en perspectiva. Hay dos ampliaciones que muestran el movimiento de las mordazas primera y segunda, en su acción de acople- desacople de sus respectivos cables transmisores. Figure 6.- Illustrates the converter module float. A top view is shown, a vertical section, and a perspective view. Two enlargements show the movement of the first and second jaws as they engage and disengage their respective transmission cables.
Figura 7.- Representa el sistema acople-desacople primero, incluyendo una sección horizontal (Sección horizontal 3), de la cual se hacen dos ampliaciones de la mordaza en posición acopledesacople de su respectivo cable transmisor. Figure 7.- Represents the first coupling-decoupling system, including a horizontal section (Horizontal Section 3), from which two extensions of the jaw are made in the coupling-decoupling position of its respective transmission cable.
Figura 8.- De modo análogo a la figura 7, la figura 8 representa el sistema acople- desacople segundo, incluyendo una sección horizontal (Sección horizontal 4), de la cual se hacen dos ampliaciones de la mordaza en posición acople-desacople de su respectivo cable transmisor. Figure 8.- In a similar way to Figure 7, Figure 8 represents the second coupling-decoupling system, including a horizontal section (Horizontal Section 4), from which two extensions of the jaw are made in the coupling-decoupling position of its respective transmission cable.
Realización preferente de la invenciónPreferred embodiment of the invention
ELEMENTOS ITEMS
En la realización preferente se van a detallar los elementos y funcionamiento de un módulo convertidor de dos masas activas, para simplificar al máximo la explicación de un módulo convertidor con múltiples masas activas o módulo convertidor undimotriz multi-masa. Lo explicado para dos masas activas, es extrapolable a un número mayor de masas activas. El módulo convertidor es simétrico, por lo que los elementos que aparecen dispuestos simétricamente, no son nombrados dos veces, para simplificar la exposición. Se mencionan todos los elementos necesarios para su funcionamiento y a continuación se explica el funcionamiento del módulo en función de los ciclos de ola. In the preferred embodiment, the elements and operation of a two-active-mass converter module will be detailed to simplify the explanation of a converter module with multiple active masses, or a multi-mass wave converter module, as much as possible. What is explained for two active masses can be extrapolated to a larger number of active masses. The converter module is symmetrical, so the elements that appear symmetrically arranged are not mentioned twice, to simplify the explanation. All the elements necessary for its operation are mentioned, and the operation of the module based on wave cycles is explained below.
El modulo convertidor de energía undimotriz multi-masa (1) cuenta con una estructura de soporte (39), capaz de sostener los elementos del módulo convertidor. La estructura de soporte (39) está formada por los elementos siguientes: The multi-mass wave energy converter module (1) has a support structure (39) capable of supporting the elements of the converter module. The support structure (39) is formed by the following elements:
- Base lecho marino (56): ejecutada como un cubo de hormigón armado. - Seabed base (56): executed as a reinforced concrete cube.
- Fuste (45): ligado a la base lecho marino (56), que en la realización preferente está ligado como empotramiento, pero en otras realizaciones puede ser una rótula u otros, pero siempre impidiendo el movimiento vertical. El fuste (45) puede estar ejecutado en acero inoxidable y es de forma cilíndrica. El fuste está compuesto a su vez por dos cilindros de diferente diámetro (45.1) (45.2), de tal manera que el superior puede alojarse en el inferior, permitiendo regular la altura del fuste, en función de la altura de la marea. Además el fuste (45) incorpora un bloqueo (54) para fijar la altura del fuste en la posición deseada. Las juntas entre estos elementos deben estar convenientemente impermeabilizadas. - Shaft (45): attached to the seabed base (56), which in the preferred embodiment is attached as a fixture, but in other embodiments may be a ball joint or other, but always preventing vertical movement. The shaft (45) may be made of stainless steel and is cylindrical in shape. The shaft is in turn composed of two cylinders of different diameters (45.1) (45.2), such that the upper one can be housed in the lower one, allowing the height of the shaft to be adjusted depending on the height of the tide. In addition, the shaft (45) incorporates a lock (54) to fix the height of the shaft in the desired position. The joints between these elements must be suitably waterproofed.
- Superficie troncocónica invertida (48) está ligada al fuste (45) en la parte superior del mismo, está ejecutada en acero inoxidable y aloja en su interior a la computadora (44) y los transformadores (55). - Inverted truncated cone surface (48) is connected to the shaft (45) at the top of the same, it is made of stainless steel and houses the computer (44) and the transformers (55) inside.
- Base superior de la estructura de soporte (46): es de forma circular y se sitúa sobe la superficie troncocónica invertida (48), a la cual está ligada. Se ejecutará en acero inoxidable. - Upper base of the support structure (46): It is circular in shape and is located on the inverted truncated cone surface (48), to which it is attached. It will be made of stainless steel.
- Plano cojinete (47): está situado entre la base superior de la estructura de soporte (46) y la base inferior de la carcasa estanca (49), es un cojinete que permite el giro entre esos dos elementos. En la forma de realización preferente, el plano cojinete (47) se ejecuta como un cojinete de bolas de doble dirección, con varias hileras de bolas. Entre los elementos de este mecanismo, en su parte expuesta al mar, se dispondrán juntas de material polimérico para asegurar su estanquidad. - Bearing plane (47): It is located between the upper base of the support structure (46) and the lower base of the watertight casing (49), it is a bearing that allows rotation between these two elements. In the preferred embodiment, the bearing plane (47) is executed as a double-direction ball bearing, with several rows of balls. Between the elements of this mechanism, in its part exposed to the sea, gaskets made of polymeric material will be arranged to ensure their tightness.
- Base inferior de la carcasa estanca (49): es de forma circular y situada a la altura ligeramente inferior al nivel del mar en calma. Todos los elementos de la estructura de soporte, estarán ejecutados en acero inoxidable. - Lower base of the watertight casing (49): this is circular and located at a height slightly below calm sea level. All elements of the supporting structure will be made of stainless steel.
En la figura 2 se pueden observar los elementos mencionados de la estructura de soporte (39). Figure 2 shows the aforementioned elements of the support structure (39).
La carcasa estanca (42) se encuentra sobre el plano cojinete (47), estando en su base inferior carcasa estanca (49) ligada a este plano. La carcasa estanca (42) es de forma cilíndrica y rematada en su parte superior en forma cónica, a modo de cubierta. Como su nombre indica, la carcasa es estanca al agua. El volumen interior de la de la carcasa estanca (42), en la realización más sencilla del módulo convertidor de energía undimotriz multi-masa (1), que es la realización con dos masas activas, está subdividido en tres compartimentos coaxiales a esta carcasa. El eje de La carcasa estanca (42) es perpendicular al plano del agua del mar en calma Denominamos punto límite de estanqueidad (57) a los puntos en los que la carcasa estanca (42) se comunica con elementos exteriores. En la realización preferente son los cuatro orificios superiores, cercanos a la cubierta por donde entran los cables transmisores primero (14) y segundo (32) más otro orificio en su base (49), por donde da salida al cable de extracción (50) de energía eléctrica. En estos puntos donde cambia la condición de estanqueidad, hay que disponer juntas para impermeabilizar, que se ejecutan con polímeros. The watertight housing (42) is located on the bearing plane (47), with the watertight housing (49) connected to this plane at its lower base. The watertight housing (42) is cylindrical in shape and ends at the top in a conical shape, like a cover. As its name indicates, the housing is watertight. The interior volume of the watertight housing (42), in the simplest embodiment of the multi-mass wave energy converter module (1), which is the embodiment with two active masses, is subdivided into three compartments coaxial with this housing. The axis of the watertight housing (42) is perpendicular to the plane of the calm sea water. We call the points at which the watertight housing (42) communicates with external elements the limit point of tightness (57). In the preferred embodiment, there are the four upper holes, close to the cover, through which the first (14) and second (32) transmitter cables enter, plus another hole in its base (49), through which the electric power extraction cable (50) exits. At these points where the tightness condition changes, waterproofing gaskets must be provided, which are made of polymers.
La carcasa estanca (42) se ilustra en la figura 3. The watertight housing (42) is illustrated in Figure 3.
La carcasa estanca (42) aloja en su interior el compartimento del generador (40). delimitado por una superficie cilíndrica, abierta en su base superior y coaxial a la carcasa estanca (42). La carcasa estanca (42) también aloja en su interior al cilindro intermedio (2), el cual es coaxial a ella y coaxial al compartimento del generador (40). El cilindro intermedio (2) tiene un radio que es mayor que el del compartimento del generador (40) y es menor que el radio de la carcasa estanca (42). el cilindro intermedio (2) y el compartimento del generador (40) tienen bases coplanarias y están abiertos por sus bases superiores. Estas bases superiores están situadas por encima de la altura a la que pueden llegar las masas activas. El cilindro intermedio (2) y el compartimento del generador (40) tienen sus superficies laterales empotradas en la base inferior de la carcasa estanca (49). The sealed casing (42) houses the generator compartment (40) inside, which is delimited by a cylindrical surface, open at its upper base and coaxial with the sealed casing (42). The sealed casing (42) also houses the intermediate cylinder (2) inside, which is coaxial with it and coaxial with the generator compartment (40). The intermediate cylinder (2) has a radius that is greater than that of the generator compartment (40) and is smaller than the radius of the sealed casing (42). The intermediate cylinder (2) and the generator compartment (40) have coplanar bases and are open at their upper bases. These upper bases are located above the height to which the active masses can reach. The intermediate cylinder (2) and the generator compartment (40) have their lateral surfaces embedded in the lower base of the sealed casing (49).
Acoplados exteriormente a la carcasa estanca (49) se disponen unos cubrimientos de los cables transmisores (58), que protegerán a los cables transmisores primero (14) y segundo (32) del clima marítimo, Estos cubrimientos estarán ejecutados en acero inoxidable. El compartimento del generador (40), tiene como función alojar el generador eléctrico (41). También aloja en su interior a la estructura de soporte del generador (52) Esta estructura tiene como función, sostener el estator del generador eléctrico (41). El compartimento del generador (40) está comunicado con los compartimentos primero (3) y segundo (21), por medio de los respectivos conductos primero (4) y segundo (22). Externally coupled to the watertight housing (49) are transmission cable covers (58), which will protect the first (14) and second (32) transmission cables from the maritime climate. These covers will be made of stainless steel. The function of the generator compartment (40) is to house the electric generator (41). It also houses the generator support structure (52) inside. This structure has the function of supporting the stator of the electric generator (41). The generator compartment (40) is connected to the first (3) and second (21) compartments by means of the respective first (4) and second (22) conduits.
Los compartimentos interiores de la carcasa estanca (42) están conformados del siguiente modo, nombrándolos desde su eje, hacia el exterior; The interior compartments of the watertight housing (42) are formed as follows, naming them from their axis, towards the outside;
- El compartimento del generador (40), ya descrito. - The generator compartment (40), already described.
- EL compartimento primero (3) que es el volumen delimitado por el compartimento del generador (40) y el cilindro intermedio (2). - The first compartment (3) which is the volume delimited by the generator compartment (40) and the intermediate cylinder (2).
- El compartimento segundo (21) que es el volumen delimitado por el cilindro intermedio (2) y la carcasa estanca (42). - The second compartment (21) which is the volume delimited by the intermediate cylinder (2) and the watertight casing (42).
Todos los elementos cilíndricos descritos estarán ejecutados en acero inoxidable. All cylindrical elements described will be made of stainless steel.
El compartimento primero (3) cuenta en su parte inferior con el conducto primero (4). este conducto comunica el compartimento primero (3) con el compartimento del generador (40). El conducto primero (4) cuenta con su válvula conducto primero (5). Esta válvula permite o impide el paso de fluido a través del conducto primero (4). El conducto primero (4), cuenta con un inyector primero (6) situado en el extremo que desemboca en el conducto del generador (40). The first compartment (3) has the first conduit (4) at its bottom. This conduit connects the first compartment (3) with the generator compartment (40). The first conduit (4) has its first conduit valve (5). This valve allows or prevents the passage of fluid through the first conduit (4). The first conduit (4) has a first injector (6) located at the end that flows into the generator conduit (40).
El compartimento primero (3) aloja la masa activa primera (7), en la realización preferente, la masa tiene forma de toroide. La masa activa primera (7), está ajustada a la geometría del compartimento primero (3), a modo de émbolo en un pistón. Esta masa, en la forma de realización preferente, cuenta con cuatro orificios masa activa primera (8) cada orificio la atraviesa desde su base inferior hasta su base superior, y estos orificios cuentan a su vez con una válvula orificio masa activa primera (9), la cual permite o impide el paso de fluido a través de dicho orificio. La masa activa en su parte superior, cuenta con el punto de anclaje masa activa primera (10), donde se conectará con su respectivo cable transmisor primero (14). El cable transmisor primero (14) en la forma de realización preferente, está ejecutado como un cable de acero inoxidable. The first compartment (3) houses the first active mass (7), in the preferred embodiment, the mass is toroidal in shape. The first active mass (7) is adjusted to the geometry of the first compartment (3), as a plunger in a piston. This mass, in the preferred embodiment, has four holes first active mass (8) each hole passes through it from its lower base to its upper base, and these holes in turn have a valve orifice first active mass (9), which allows or prevents the passage of fluid through said hole. The active mass in its upper part, has the anchor point first active mass (10), where it will be connected to its respective first transmitter cable (14). The first transmitter cable (14) in the preferred embodiment, is executed as a stainless steel cable.
La figura 4 ilustra los elementos descritos en los dos párrafos anteriores. Figure 4 illustrates the elements described in the previous two paragraphs.
El compartimento segundo (21) se describe de modo análogo al compartimento primero (3). El compartimento segundo (21) cuenta en su parte inferior con el conducto segundo (22), este conducto comunica el compartimento segundo (21) con el compartimento del generador (40) El conducto segundo (22) cuenta con una válvula conducto segundo (23), esta válvula permite o impide el paso de fluido a través del conducto segundo (22) El conducto segundo (22), cuenta con un inyector segundo (24), situado en el extremo que desemboca en el conducto del generador (40). The second compartment (21) is described in a similar manner to the first compartment (3). The second compartment (21) has at its bottom the second conduit (22), this conduit communicates the second compartment (21) with the generator compartment (40). The second conduit (22) has a second conduit valve (23), this valve allows or prevents the passage of fluid through the second conduit (22). The second conduit (22) has a second injector (24), located at the end that opens into the generator conduit (40).
El compartimento segundo (21) aloja la masa activa segunda (25), la forma de la masa, para la realización preferente es de toroide y su geometría está ajustada a la geometría del compartimento segundo (21), a modo de émbolo en un pistón. Esta masa, en la forma de realización preferente, cuenta con cuatro orificios masa activa segunda (26), cada orificio la atraviesa desde su base inferior hasta su base superior. y cada uno de estos orificios cuentan a su vez con una válvula orificio masa activa segunda (27). La masa activa en su parte superior cuenta con el punto de anclaje masa activa segunda (28), donde se conectará con el cable transmisor segundo (32). The second compartment (21) houses the second active mass (25), the shape of the mass, for the preferred embodiment is toroid and its geometry is adjusted to the geometry of the second compartment (21), as a plunger in a piston. This mass, in the preferred embodiment, has four holes second active mass (26), each hole passes through it from its lower base to its upper base. and each of these holes in turn has a valve orifice second active mass (27). The active mass in its upper part has the anchor point second active mass (28), where it will be connected to the second transmitter cable (32).
La figura 5 ilustra los elementos descritos en los dos párrafos anteriores. Figure 5 illustrates the elements described in the previous two paragraphs.
Las masas activas primera (7) y segunda (25), tienen como función principal, atesorar energía potencial gravitatoria, por tanto, han de ser de un material pesado, económico y resistente. Para la forma de realización preferente es hormigón armado. Este hormigón armado se reviste de un material de mínima fricción, como el teflón The first (7) and second (25) active masses have the primary function of storing gravitational potential energy, and therefore must be made of a heavy, economical and resistant material. The preferred embodiment is reinforced concrete. This reinforced concrete is coated with a low-friction material, such as Teflon.
A continuación se explica la función de los orificios de las masas activas. Los orificios de las masas activas (orificio masa activa primera (8) y orificio masa activa segunda (26)), durante la fase de ascenso de sus respectivas masas activas, tendrán sus respectivas válvulas (válvula orificio masa activa primera (9), válvula orificio masa activa segunda (27)) abiertas, para no generar el vacío bajo las masas activas, al permitir el paso del flujo a través de ellas. En fase de descenso de cada masa activa las respectivas válvulas estarán cerradas, impidiendo de este modo el paso de fluido a través de los orificios de las masas activas, y de este modo, aumentando la presión del fluido contenido en los respectivos compartimentos bajo las respectivas masas activas. The function of the holes in the active masses is explained below. The holes in the active masses (first active mass hole (8) and second active mass hole (26)), during the ascent phase of their respective active masses, will have their respective valves (first active mass hole valve (9), second active mass hole valve (27)) open, so as not to generate a vacuum under the active masses, by allowing flow to pass through them. During the descent phase of each active mass, the respective valves will be closed, thereby preventing the passage of fluid through the holes in the active masses, and thus increasing the pressure of the fluid contained in the respective compartments under the respective active masses.
El generador eléctrico (41) en la realización preferente es una turbina de aire Esla alojada en la parte inferior del compartimento del generador (40) El estator de la turbina está ligado a la estructura de soporte del generador (52) La estructura de soporte del generador (52) está ligada a la base inferior de la carcasa estanca (49) y en la realización preferente, esta ejecutada como una ménsula metálica. The electric generator (41) in the preferred embodiment is an Esla air turbine housed in the lower part of the generator compartment (40). The turbine stator is connected to the generator support structure (52). The generator support structure (52) is connected to the lower base of the sealed casing (49) and in the preferred embodiment, it is executed as a metal bracket.
El generador eléctrico (41) (turbina) está conectado a los transformadores (55) alojados en la superficie troncocónica invertida (48), a los cuales transmite la energía eléctrica generada. De los transformadores (55) parte el cable de extracción (50). que transporta la energía eléctrica generada hasta el lugar de consumo. The electric generator (41) (turbine) is connected to the transformers (55) housed in the inverted truncated cone surface (48), to which it transmits the generated electrical energy. The extraction cable (50) starts from the transformers (55), which transports the generated electrical energy to the place of consumption.
El flotador (43), en la forma de realización preferente, se encuentra rodeando la carcasa estanca (42) tiene forma de toroide, está ejecutado en material polimérico de alta resistencia e impermeable. El flotador (43) cuenta con una estructura malla (53) que lo envuelve. Esta estructura está materializada en acero inoxidable. El flotador (43) en la realización preferente, está lleno de aire. La estructura malla (53) tiene ligadas las mordazas primera (13) y segunda (31). Estas mordazas cuentan con sus respectivos mecanismo de acoplamiento primero (12) y mecanismo de acoplamiento segundo (30) (embragues). Cuando los mecanismos de acoplamiento mantienen a las mordazas acopladas a sus respectivos cables transmisores, el empuje generado en el flotador (43), se trasmite o bien al cable transmisor primero (14) o bien al cable transmisor segundo (32). The float (43), in the preferred embodiment, is located surrounding the watertight housing (42) and is shaped like a toroid, made of highly resistant and impermeable polymeric material. The float (43) has a mesh structure (53) that surrounds it. This structure is materialized in stainless steel. The float (43) in the preferred embodiment, is filled with air. The mesh structure (53) has the first (13) and second (31) jaws connected. These jaws have their respective first coupling mechanism (12) and second coupling mechanism (30) (clutches). When the coupling mechanisms keep the jaws coupled to their respective transmission cables, the thrust generated in the float (43) is transmitted either to the first transmission cable (14) or to the second transmission cable (32).
Los elementos descritos en el párrafo anterior se ilustran en la figura 6. The elements described in the previous paragraph are illustrated in Figure 6.
El módulo convertidor de energía undimotriz multi-masa (1) cuenta con dos sistemas de acopledesacople diferenciados, uno por cada masa activa. El funcionamiento de un sistema acopledesacople es conocido en el estado de la técnica actual, recogido en el apartado antecedentes. La diferencia en el presente módulo convertidor de energía undimotriz multi-masa (1), es que hay más de un sistema acople-desacople (en el caso más sencillo dos, uno por cada masa activa) y que funcionan de manera independiente. El módulo en la realización preferente cuenta con un sistema acople- desacople primero (11) y un sistema acople-desacople segundo (29). En la realización preferente, para soportar los elementos de los sistemas acople-desacople se disponen dos estructuras pórtico estructura pórtico primera (17) y estructura pórtico segunda (35); son pórticos simétricos, coincidiendo sus ejes de simetría con el eje de la carcasa estanca. En la forma de realización preferente los pórticos están formando 90° entre sí, es decir, sus vigas superiores forman ángulos rectos al cortarse y estarán soldadas entre sí en su punto de corte. The multi-mass wave energy converter module (1) has two separate coupling-decoupling systems, one for each active mass. The operation of a coupling-decoupling system is known in the current state of the art, as described in the background section. The difference in the present multi-mass wave energy converter module (1) is that there is more than one coupling-decoupling system (in the simplest case, two, one for each active mass), and they operate independently. In the preferred embodiment, the module has a first coupling-decoupling system (11) and a second coupling-decoupling system (29). In the preferred embodiment, two gantry structures are provided to support the elements of the coupling-decoupling systems: a first gantry structure (17) and a second gantry structure (35); they are symmetrical porches, their axes of symmetry coinciding with the axis of the sealed casing. In the preferred embodiment, the frames are at 90° angles to each other, i.e., their upper beams form right angles when cut and will be welded together at their cutting point.
El sistema acople-desacople primero (11) comprende los elementos siguientes: The first coupling-decoupling system (11) comprises the following elements:
- Mecanismo de acoplamiento primero (12): se puede materializar como un embrague que permite el acople-desacople de la mordaza primera (13) al cable transmisor primero (14). El mecanismo de acoplamiento primero (12), está ligado permanentemente al flotador (43) por medio de la estructura malla (53). - First coupling mechanism (12): it can be materialized as a clutch that allows the coupling-decoupling of the first jaw (13) to the first transmission cable (14). The first coupling mechanism (12) is permanently connected to the float (43) by means of the mesh structure (53).
- Mordaza primera (13), elemento que en posición acoplada transmite fuerzas entre la estructura malla (53) del flotador y el cable transmisor primero (14) y que en posición desacoplada, no transmite fuerzas. - First clamp (13), an element that in the coupled position transmits forces between the mesh structure (53) of the float and the first transmitter cable (14) and that in the uncoupled position does not transmit forces.
- Cable transmisor primero (14), es un cable que funciona principalmente como cable de tracción. El empuje que se genera en el flotador (43), es transmitido a la estructura malla (53) que lo rodea, y a su vez es transmitido a la mordaza primera (13). Si la mordaza primera (13) está en posición acoplada, transmite esta fuerza al cable transmisor primero (14), cable que está conectado en su extremo al punto de anclaje masa activa primera (10). - First transmitter cable (14) is a cable that functions primarily as a traction cable. The thrust generated in the float (43) is transmitted to the mesh structure (53) that surrounds it, and in turn is transmitted to the first clamp (13). If the first clamp (13) is in the coupled position, it transmits this force to the first transmitter cable (14), a cable that is connected at its end to the first active mass anchor point (10).
Cuando la mordaza primera (13) está desacoplada del cable transmisor, el cable soporta el peso de la masa activa primera (7); el movimiento descendente que induciría el peso de la masa activa primera (7), está bloqueado en el trinquete reversible primero (15). El cable transmisor primero (14) está recogido en el carrete primero (16), carrete que tiene como principal función recoger y soltar longitud del cable transmisor primero (14). El cable pasa por la polea inferior primera (18), por la polea superior primera (19) y luego atraviesa al interior de la carcasa estanca (42) por un punto límite de estanqueidad (57), seguidamente pasa por el trinquete reversible primero (15). y finalmente, desde el trinquete, llega al punto de anclaje masa activa primera (10). When the first jaw (13) is uncoupled from the transmission cable, the cable supports the weight of the first active mass (7); the downward movement that would be induced by the weight of the first active mass (7) is blocked by the first reversible pawl (15). The first transmission cable (14) is collected in the first reel (16), the reel's main function being to collect and release the length of the first transmission cable (14). The cable passes through the first lower pulley (18), through the first upper pulley (19) and then passes through the interior of the sealed casing (42) through a sealing limit point (57), then passes through the first reversible pawl (15) and finally, from the pawl, reaches the first active mass anchor point (10).
- El freno primero (20), tiene por función regular la velocidad de la masa activa primera (7), actuando sobre el cable transmisor primero (14). - The first brake (20) has the function of regulating the speed of the first active mass (7), acting on the first transmission cable (14).
- La estructura pórtico primera (17) estará empotrada en la base inferior de la carcasa estanca (49), y su viga superior queda ligeramente por encima de la base superior del cilindro intermedio (2). La función de la estructura pórtico primera (17) es soportar los siguientes elementos del sistema acople-desacople primero (11): trinquete reversible primero (15), carrete primero (16), polea inferior primera (18), polea superior primera (19), freno primero (20). La masa activa primera (7) tiene limitado su recorrido vertical, hasta la altura donde se encuentra la viga de la estructura pórtico primera (17). La estructura pórtico primera (17), al igual que la segunda, estará ejecutada con perfiles metálicos. - The first gantry structure (17) will be embedded in the lower base of the watertight casing (49), and its upper beam is slightly above the upper base of the intermediate cylinder (2). The function of the first gantry structure (17) is to support the following elements of the first coupling-uncoupling system (11): first reversible ratchet (15), first reel (16), first lower pulley (18), first upper pulley (19), first brake (20). The first active mass (7) has its vertical travel limited, up to the height where the beam of the first gantry structure (17) is located. The first gantry structure (17), like the second, will be made of metal profiles.
Los elementos del sistema acople-desacople primero (11) están ilustrados en la figura 7. The elements of the first coupling-decoupling system (11) are illustrated in Figure 7.
El sistema acople-desacople segundo (29) comprende elementos homólogos a los descritos en el sistema acople-desacople primero (11). y las funciones de los elementos homólogos, son las mismas. El sistema acople-desacople segundo (29) actúa sobre la masa activa segunda (25) y le transmite las fuerzas generadas en el flotador (43). Los elementos que comprende el sistema acople-desacople segundo son (29): The second coupling-decoupling system (29) comprises elements homologous to those described in the first coupling-decoupling system (11). and the functions of the homologous elements are the same. The second coupling-decoupling system (29) acts on the second active mass (25) and transmits to it the forces generated in the float (43). The elements comprising the second coupling-decoupling system are (29):
- Mecanismo de acoplamiento segundo (30) - Second coupling mechanism (30)
- Mordaza segunda (31) - Second gag (31)
- Cable transmisor segundo (32) - Second transmitter cable (32)
- Trinquete reversible segundo (33) - Second reversible ratchet (33)
- Carrete segundo (34) - Second reel (34)
- Estructura pórtico segunda (35) - Second portico structure (35)
- Polea inferior segunda (36) - Second lower pulley (36)
- Polea superior segunda (37) - Second upper pulley (37)
- Freno segundo (38) - Second brake (38)
En la figura 8 se ilustran los elementos del sistema acople-desacople segundo (29). Figure 8 illustrates the elements of the second coupling-decoupling system (29).
Todos los elementos de los dos sistemas acople-desacople, son de uso frecuente y se materializan en aleaciones metálicas. All the elements of the two coupling-decoupling systems are frequently used and are materialized in metal alloys.
El módulo cuenta con una computadora (44), con sus respectivos periféricos (sensores y actuadores), que rige y coordina los procesos necesarios, para el correcto funcionamiento del módulo convertidor. Su unidad central de proceso está alojada en el interior de la superficie troncocónica invertida (48) en la realización preferente. The module has a computer (44), with its respective peripherals (sensors and actuators), which governs and coordinates the processes necessary for the correct operation of the converter module. Its central processing unit is housed inside the inverted truncated cone surface (48) in the preferred embodiment.
FUNCIONAMIENTOOPERATION
Se explica a continuación el funcionamiento del módulo, en función de los ciclos del oleaje. En resumen: el módulo convertidor de energía undimotriz multi-masa (1) es capaz de generar energía eléctrica por medio de una masa activa, a la vez que capta la energía incidente por medio de otra masa activa. Esto no era posible con los dispositivos de una sola masa activa conocidos en el estado de la técnica. The operation of the module is explained below, depending on the wave cycles. In summary: the multi-mass wave energy converter module (1) is capable of generating electrical energy by means of an active mass, while capturing the incident energy by means of another active mass. This was not possible with the single-active-mass devices known in the prior art.
La primera fase del proceso será el ascenso de la masa activa primera (7). The first phase of the process will be the rise of the first active mass (7).
En la situación inicial, que coincide con un valle de ola, la masa activa primera (7) y segunda (25), están su posición más baja, apoyadas en la base inferior de la carcasa estanca (14). El sistema acople desacople primero (11) y segundo (29), están en posición desacoplada, es decir, la mordaza primera (13) y segunda (31) están desenganchadas del cable transmisor primero (14) y cable transmisor segundo (32), respectivamente. In the initial situation, which coincides with a wave valley, the first (7) and second (25) active masses are in their lowest position, resting on the lower base of the watertight casing (14). The first (11) and second (29) coupling and decoupling systems are in the decoupled position, that is, the first (13) and second (31) jaws are unhooked from the first transmitter cable (14) and the second transmitter cable (32), respectively.
En el instante siguiente al valle de ola. sobreviene el ascenso de ola. La computadora (44) recibe la información de la fase de ola a través de sus periféricos, y envía las siguientes órdenes, a los elementos técnicos siguientes: At the instant following the wave trough, the wave rise occurs. The computer (44) receives the wave phase information through its peripherals, and sends the following orders to the following technical elements:
- Al mecanismo de acoplamiento primero (12), le envía la orden de acople. acoplándose la mordaza primera (13) al cable transmisor primero (14). - The coupling order is sent to the first coupling mechanism (12), coupling the first jaw (13) to the first transmitter cable (14).
- A la válvula conducto primero (5) le manda la orden de cierre. - The first conduit valve (5) is sent the closing order.
- A la válvula orificio masa activa primera (9) le envía la orden de apertura, de este modo el fluido (aire), pasa a través del orificio masa activa primera (8), evitando así que se produzca el vacío bajo ella, durante su ascenso - The opening order is sent to the first active mass orifice valve (9), in this way the fluid (air) passes through the first active mass orifice (8), thus preventing a vacuum from forming under it during its ascent.
Con esta configuración funcional de los elementos, el empuje que se genera en el flotador (43) gracias a la ola ascendente, es transmitido por la estructura malla (53) que lo rodea, luego se transmite a la mordaza primera (13), la cual está unida a la estructura malla (53) y la mordaza lo transmite a su vez, al cable transmisor primero (14) al cual está conectada. El cable pasa por la polea inferior primera (18), polea superior primera (19) y tras atravesar al interior de la carcasa estanca al agua (42), a través del orificio denominado punto límite de estanqueidad (57) llega al trinquete reversible primero (15) y finalmente, al punto de anclaje masa activa primera (10). De este modo, el empuje generado en el flotador (43), es transmitido a la masa activa primera (7) que incrementa su elevación dentro del compartimento primero (3). With this functional configuration of the elements, the thrust generated in the float (43) thanks to the rising wave, is transmitted by the mesh structure (53) that surrounds it, then it is transmitted to the first clamp (13), which is attached to the mesh structure (53) and the clamp transmits it in turn, to the first transmitter cable (14) to which it is connected. The cable passes through the first lower pulley (18), first upper pulley (19) and after passing through the interior of the watertight housing (42), through the hole called the tightness limit point (57) it reaches the first reversible ratchet (15) and finally, to the first active mass anchor point (10). In this way, the thrust generated in the float (43), is transmitted to the first active mass (7) that increases its elevation within the first compartment (3).
La ola asciende hasta el momento de cresta de ola. En ese momento la computadora (44) envía las órdenes siguientes: The wave rises to the moment of the wave crest. At that moment the computer (44) sends the following orders:
-Al mecanismo de acoplamiento primero (12). le envía la orden de desacople, quedando la mordaza primera (13) desenganchada del cable transmisor primero (14). -The first coupling mechanism (12) is sent the uncoupling order, leaving the first jaw (13) unhooked from the first transmitter cable (14).
Después del momento de cresta de ola, sobreviene el descenso de ola. El flotador (43) desciende por su propio peso, apoyado en la ola descendente. La masa activa primera (7) conserva su posición elevada, dado que el trinquete reversible primero (15) impide su movimiento descendente. After the wave crest moment, the wave descends. The float (43) descends under its own weight, supported by the descending wave. The first active mass (7) maintains its elevated position, since the first reversible pawl (15) prevents its downward movement.
La ola sigue descendiendo, hasta el momento de valle de ola, en el cual, se repite el proceso descrito. Tras varios ciclos de ola, la masa activa primera (7) llega a la parte superior del compartimento primero (3), alcanzando la altura máxima de su recorrido. The wave continues descending until the trough, at which point the described process is repeated. After several wave cycles, the first active mass (7) reaches the top of the first compartment (3), reaching the maximum height of its path.
Ahora se explica el inicio de la generación eléctrica. Con la masa activa primera (7) a la su altura máxima, la computadora (44) envía las órdenes siguientes: The start of power generation is now explained. With the first active mass (7) at its maximum height, the computer (44) sends the following commands:
- Cierre de la válvula orificio masa activa primera (9) - Closing of the first active mass orifice valve (9)
- Liberación del movimiento descendente de la masa activa primera (7) ordenado al trinquete reversible primero (15) - Release of the downward movement of the first active mass (7) ordered to the first reversible ratchet (15)
- Orden de desacople al mecanismo de acoplamiento primero (12), quedando la mordaza primera (13) desenganchada del cable transmisor primero (14). - Order of uncoupling to the first coupling mechanism (12), leaving the first jaw (13) unhooked from the first transmitter cable (14).
La masa activa primera (7) comienza su descenso dentro del compartimento primero (3), sometida a la fuerza de su peso, y comprime el fluido (aire) que se encuentra bajo ella, y que está contenido en el compartimento primero (3). Cuando se alcanza una presión determinada, la computadora (44) envía la orden de apertura a la válvula conducto primero (5). El fluido a presión sale del conducto primero (4) hacia el compartimento del generador (40), y es inyectado por el inyector primero (6) a los álabes (51) del generador eléctrico (turbina) (41), a los cuales hace girar, produciendo energía eléctrica. Esta energía eléctrica es transferida a los transformadores (55) y después de pasar por estos, es extraída hasta el lugar de consumo a través del cable de extracción (50). The first active mass (7) begins its descent inside the first compartment (3), subjected to the force of its weight, and compresses the fluid (air) that is below it, and that is contained in the first compartment (3). When a certain pressure is reached, the computer (44) sends the opening order to the first conduit valve (5). The pressurized fluid exits the first conduit (4) towards the generator compartment (40), and is injected by the first injector (6) to the blades (51) of the electric generator (turbine) (41), which it makes rotate, producing electric energy. This electric energy is transferred to the transformers (55) and after passing through them, it is extracted to the place of consumption through the extraction cable (50).
La masa activa primera (7) está descendiendo y el módulo está generando electricidad. Al mismo tiempo el módulo convertidor de energía undimotriz multi-masa (1), es capaz de seguir captando la energía incidente por medio de la masa activa segunda (25) The first active mass (7) is descending and the module is generating electricity. At the same time, the multi-mass wave energy converter module (1) is able to continue capturing incident energy by means of the second active mass (25).
En este momento, la masa activa segunda (25) está en su posición más baja, apoyada en la base inferior de la carcasa estanca (14) y alojada en el compartimento segundo (21). Los sistemas acople desacople primero (11) y segundo (29) están en posición desacoplada, es decir las mordazas primera (13) y segunda (31) están desacopladas de los cables transmisores primero (14) y segundo (32). respectivamente At this moment, the second active mass (25) is in its lowest position, resting on the lower base of the sealed casing (14) and housed in the second compartment (21). The first (11) and second (29) coupling-decoupling systems are in the uncoupled position, i.e. the first (13) and second (31) jaws are uncoupled from the first (14) and second (32) transmitting cables, respectively.
Inmediatamente después del siguiente valle de ola, sobreviene el ascenso de ola: la computadora (44) que recibe la información de la fase de ola, a través de sus periféricos, envía órdenes a los elementos técnicos siguientes Immediately after the next wave valley, the wave rise occurs: the computer (44) that receives the wave phase information, through its peripherals, sends orders to the following technical elements.
- Al mecanismo de acoplamiento segundo (30), le envía la orden de acople. acoplándose la mordaza segunda (31) al cable transmisor segundo (32) - The coupling order is sent to the second coupling mechanism (30), coupling the second jaw (31) to the second transmitter cable (32).
- A la válvula conducto segundo (23), le manda la orden de cierre. - It sends the closing order to the second conduit valve (23).
- A la válvula del orificio masa activa segunda (27), le envía la orden de apertura, de este modo el fluido (aire) contenido en el compartimento segundo (21), puede pasar a través del orificio masa activa segunda (26), evitando que se produzca el vacío bajo ella, durante su ascenso. De modo análogo a lo descrito para la masa activa primera (7), con esta configuración funcional de los elementos, el empuje que se genera en el flotador (43) es transmitido por la estructura malla (53) que lo rodea. La mordaza segunda (31) que está unida a la estructura malla, transmite ese empuje al cable transmisor segundo (32). El cable pasa por la polea inferior segunda (36), polea superior segunda (37) y tras atravesar al interior de la carcasa estanca al agua (42), a través del orificio denominado punto límite de estanqueidad (57), llega al trinquete reversible segundo (33), y finalmente al punto de anclaje masa activa segunda (28). De este modo, el empuje generado en el flotador (43), es transmitido a la masa activa segunda (25), que incrementa su elevación dentro del compartimento segundo (21). - The second active mass hole valve (27) is sent the opening order, in this way the fluid (air) contained in the second compartment (21), can pass through the second active mass hole (26), preventing the vacuum from being created underneath it, during its ascent. In a similar way to that described for the first active mass (7), with this functional configuration of the elements, the thrust generated in the float (43) is transmitted by the mesh structure (53) that surrounds it. The second clamp (31) that is attached to the mesh structure, transmits this thrust to the second transmitter cable (32). The cable passes through the second lower pulley (36), second upper pulley (37) and after passing through the interior of the watertight casing (42), through the hole called the sealing limit point (57), it reaches the second reversible ratchet (33), and finally to the second active mass anchor point (28). In this way, the thrust generated in the float (43) is transmitted to the second active mass (25), which increases its elevation within the second compartment (21).
La ola asciende hasta el momento de cresta de ola. En ese momento la computadora (44) envía las órdenes siguientes; The wave rises until the moment of wave crest. At that moment the computer (44) sends the following orders;
- Al mecanismo de acoplamiento segundo (30), le envía la orden de desacople, quedando la mordaza segunda (31), desenganchada del cable transmisor segundo (32) - The second coupling mechanism (30) is sent the uncoupling order, leaving the second jaw (31) unhooked from the second transmitter cable (32)
Después del momento de cresta de ola, sobreviene el descenso de ola. El flotador (43) desciende por su propio peso, apoyado en la ola descendente. La masa activa segunda (25) conserva su posición elevada, dado que el trinquete reversible segundo (33), impide su movimiento descendente. After the wave crest moment, the wave descends. The float (43) descends under its own weight, supported by the descending wave. The second active mass (25) maintains its elevated position, since the second reversible pawl (33) prevents its downward movement.
La ola sigue descendiendo, hasta el momento de valle de ola, en el cual, se repite el proceso descrito. Tras varios ciclos de ola, la masa activa segunda (25) llega a la parte superior del conducto segundo (22), que es la máxima altura de su recorrido (se denomina altura de generación). The wave continues descending until the trough point, at which point the described process is repeated. After several wave cycles, the second active mass (25) reaches the top of the second duct (22), which is the maximum height of its path (called the generation height).
La masa activa segunda (25) está en su altura de generación. Si la masa activa primera (7) aún está descendiendo, se mantiene a la masa activa segunda (25) en esa posición. Cuando la masa activa primera (7) ha completado su descenso, se liberará el movimiento descendente de la masa activa segunda (25). The second active mass (25) is at its generation height. If the first active mass (7) is still descending, the second active mass (25) is held in that position. When the first active mass (7) has completed its descent, the downward movement of the second active mass (25) is released.
Con la masa activa segunda (25) a la altura de generación, y con la masa activa primera (7), ya habiendo completado su descenso, apoyada en la base inferior de la carcasa estanca (14), la computadora (44) envía las órdenes siguientes: With the second active mass (25) at the generation height, and with the first active mass (7), having already completed its descent, resting on the lower base of the watertight casing (14), the computer (44) sends the following orders:
- Cierre de la válvula del orificio masa activa segunda (27). - Closing of the second active mass orifice valve (27).
- Liberación del movimiento descendente de la masa activa segunda (25), ordenado al trinquete reversible segundo (33). - Release of the downward movement of the second active mass (25), ordered to the second reversible ratchet (33).
- Orden de desacople al mecanismo de acoplamiento segundo (30), quedando la mordaza segunda (31) desenganchada del cable transmisor segundo (32). - Order to uncouple the second coupling mechanism (30), leaving the second jaw (31) unhooked from the second transmitter cable (32).
- Cierre de válvula del conducto primero (5). - Closing the first duct valve (5).
De modo análogo a lo descrito para la masa activa primera (7), la masa activa segunda (25) comienza su descenso dentro del compartimento segundo (21), sometida a la fuerza de su peso, y comprime el fluido (aire) que se encuentra bajo ella, y que está contenido en el compartimento segundo (21). Cuando se alcanza una presión determinada, la computadora (44) envía la orden de apertura a la válvula del conducto segundo (23) El fluido a presión sale del conducto segundo (22) hacia el compartimento del generador (40), y es inyectado por el inyector segundo (24) a los alabes del generador eléctrico (turbina) (41), a los cuales hace girar, produciendo energía eléctrica, que es transferida a los transformadores (55), y después de pasar por estos, es extraída hasta el lugar de consumo, a través del cable de extracción (50). In a similar manner to that described for the first active mass (7), the second active mass (25) begins its descent within the second compartment (21), subjected to the force of its weight, and compresses the fluid (air) that is beneath it, and that is contained in the second compartment (21). When a determined pressure is reached, the computer (44) sends the opening order to the valve of the second conduit (23). The pressurized fluid exits the second conduit (22) towards the generator compartment (40), and is injected by the second injector (24) into the blades of the electric generator (turbine) (41), which it makes rotate, producing electric energy, which is transferred to the transformers (55), and after passing through these, it is extracted to the place of consumption, through the extraction cable (50).
El proceso se repite, alternando el ascenso y descenso de las distintas masas activas. The process is repeated, alternating the rise and fall of the different active masses.
Claims (3)
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|---|---|---|---|
| ES202200073A ES2965268B2 (en) | 2022-09-13 | 2022-09-13 | Multi-mass wave energy converter module |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
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| BA2A | Patent application published |
Ref document number: 2965268 Country of ref document: ES Kind code of ref document: A1 Effective date: 20240411 |