ES2209924T3 - Aparato para proteger un convertidor de la energia de las olas. - Google Patents

Abstract

Un aparato para la generación de energía eléctrica a partir del movimiento de las olas del mar, que comprende: a) al menos un generador de movimiento rectilíneo o lineal, que comprende una armadura (13), un estator (14) y un flotador (15), de manera que el aparato presenta un primer estado en el que se produce el funcionamiento normal de generación, en el cual el flotador se encuentra inmerso en el mar con el fin de accionar la armadura del generador lineal en un movimiento lineal alternativo o de vaivén con respecto al estator, al objeto de generar energía eléctrica; b) medios de detección (18, 23), destinados a detectar el desencadenamiento o presencia de condiciones marinas desfavorables para el funcionamiento o pervivencia del al menos un generador; y c) medios de control (19), que son sensibles a los medios de detección con el fin de situar el aparato en un segundo estado en el cual el flotador (15) se hace mantener substancial o completamente fuera del agua, o en una posición completa o parcialmente sumergida, en ambos casos en una magnitud suficiente como para evitar que se produzca cualquier daño de importancia en el generador; y en el cual d) los medios de control (19) están destinados a invertir el modo de funcionamiento del generador lineal de manera que pase a ser el de un motor lineal, de tal forma que el flotador (15) sea llevado a la posición en que se mantiene en el segundo estado al menos parcialmente por la acción del generador lineal, al actuar como motor lineal.

Description

Aparato para proteger un convertidor de la energía da las olas.

La siguiente invención se refiere a un aparato que, para su uso, se coloca en el seno del mar para la generación de energía eléctrica a partir del movimiento de las olas.

Se han propuesto y ensayado un gran número de dispositivos para este propósito, que se servían de la flotabilidad de flotadores como un medio para la extracción de energía, pero, hasta ahora, ninguno de ellos ha demostrado ser de un uso práctico o económico, ni factible a largo plazo. El rendimiento de los generadores de potencia a partir de las olas viene determinado, al igual que para todas las innovaciones tecnológicas, por los costes de capital o iniciales, los reembolsos o ingresos esperados y la fiabilidad del funcionamiento. De estos tres parámetros, el que debe alcanzarse de forma preferente en el contexto de los aparatos que se instalan en el seno del entorno inhóspito y destructivo de los océanos, es la fiabilidad.

A menos que se puedan fabricar aparatos de generación de potencia a partir de las olas que funcionen de forma fiable y sin riesgo de destrucción a lo largo de un periodo de tiempo razonable, la consideración de los parámetros de costes e ingresos sigue siendo muy pertinente.

De los varios dispositivos sustentados en el mar que se han fabricado hasta la fecha, algunos funcionan efectivamente de forma satisfactoria para generar, de un modo experimental, energía eléctrica a partir del movimiento de las olas. Ejemplos de ellos son la balsa articulada inventada y desarrollada por Sir Christopher Cockerell, y el dispositivo anfibio de movimiento oscilante por flotación inventado y desarrollado por el profesor Steven Salter. Existen algunos otros de tales dispositivos. Éstos funcionan habitualmente mediante el uso de cámaras de flotación y la conversión del movimiento ondulatorio comunicado a las mismas por las olas del mar en energía eléctrica. Ejemplos típicos de medios de conversión son el uso de cadenas provistas de engranajes, o bien de bombas hidráulicas, para hacer girar generadores eléctricos rotativos.

Estos dispositivos han sido diseñados, naturalmente, para funcionar de forma eficaz en las condiciones marítimas "promedio" o habituales, esto es, teniendo en cuenta la duración normal probable de la ola, su altura y su energía.

Desgraciadamente, aunque sean tan solo unas pocas veces al año, las tormentas intensas efectivamente se presentan, y durante éstas, la energía cinética impartida por las olas del mar a cualquier estructura o dispositivo con el que se encuentren puede ser dos órdenes de magnitud mayor que aquélla para la cual se han diseñado originalmente los dispositivos.

En estas condiciones, es posible que ocurran, y de hecho se producen, daños graves en los dispositivos mecánicos expuestos a la fuerza de la tormenta en toda su magnitud, con el consiguiente tiempo de parada y los onerosos costes de reparación. Resolver el problema de diseñar un aparato que pueda soportar estas embestidas ocasionales, y hacerlo a un coste de capital razonable, es esencial para la viabilidad de cualquier forma de aparato para la generación de energía a partir de las olas.

En una Solicitud co-dependiente de este mismo Solicitante, titulada "Planta para la conversión de las olas marinas en energía eléctrica" y depositada en la Oficina de Patentes Británica el 16 de julio de 1999 como la Solicitud nº 9916779.3, se describe un dispositivo mecánico para la conversión directa de la energía de las olas del mar en energía eléctrica por medio del uso de un flotador sumergido en el seno de las olas marinas, a fin de provocar el movimiento relativo entre la armadura y el estator de un generador lineal o de movimiento rectilíneo, y, en particular, de un generador lineal consistente en un motor lineal que se utiliza de forma inversa y que presenta una construcción o estructura tubular.

En la invención de esta Solicitud co-dependiente, debido que se emplea un generador lineal, la electricidad se genera sin necesidad de medios de conversión del movimiento lineal en movimiento rotativo, como ha venido siendo el caso con los otros dispositivos mencionados anteriormente. Se han descrito adicionalmente en esta Solicitud medios de instalación eléctrica de potencia en los cuales se alberga de forma segura una multiplicidad de unidades de generación en el interior de una torre montada por encima de las olas del mar, y el movimiento del flotador de cada unidad se comunica respectivamente a cada generador lineal a través de unos medios de conexión o transmisión mecánicos rígidos como, por ejemplo, un tubo cilíndrico o un elemento similar.

El documento EP-A-0496146 describe un aparato para la generación de energía eléctrica a partir del movimiento de las olas del mar, que comprende: a) al menos un generador, que comprende una armadura, un estator y un flotador, de manera que el aparato presenta un primer estado en el que tiene lugar el funcionamiento normal de generación, en el cual el flotador se encuentra sumergido en el mar con el fin de accionar la armadura del generador en un movimiento de rotación con respecto al estator, al objeto de generar potencia eléctrica; b) medios de detección destinados a detectar el desencadenamiento o presencia de condiciones marinas desfavorables para el funcionamiento o pervivencia del al menos un generador; y c) medios de control, que son sensibles a los medios de detección y que están destinados a situar el aparato en un segundo estado en el cual el flotador se dispone en una posición completa o parcialmente sumergida, en una magnitud suficiente como para evitar que se produzca cualquier daño de importancia en el generador. En este aparato, el movimiento hacia arriba y hacia abajo del flotador se transforma en un movimiento rotativo de la armadura del generador por medio de un tren de accionamiento que incluye una disposición de cremallera y piñón.

La invención se encamina a proporcionar una forma mejorada para dicho aparato.

De acuerdo con la presente invención, se proporciona un aparato para la generación de energía eléctrica a partir del movimiento de las olas del mar, el cual comprende:

a) al menos un generador de movimiento rectilíneo o lineal, que comprende una armadura, un estator y un flotador, de manera que el aparato presenta un primer estado en el que se produce el funcionamiento normal de generación, en el cual el flotador se encuentra inmerso en el mar con el fin de accionar la armadura del generador lineal en un movimiento lineal alternativo o de vaivén con respecto al estator, al objeto de generar energía eléctrica;

b) medios de detección, destinados a detectar el desencadenamiento o presencia de condiciones marinas desfavorables para el funcionamiento o pervivencia del al menos un generador; y

c) medios de control, que son sensibles a los medios de detección con el fin de situar el aparato en un segundo estado en el cual el flotador se hace mantener substancial o completamente fuera del agua, o en una posición completa o parcialmente sumergida, si bien en ambos casos en una magnitud suficiente como para evitar que se produzca cualquier daño de importancia en el generador; y en el cual

d) los medios de control (19) están destinados a invertir el modo de funcionamiento del generador lineal de manera que pase a ser el de un motor lineal, de tal forma que el flotador (15) sea llevado a la posición en que se mantiene en el segundo estado al menos parcialmente por la acción del generador lineal, al actuar como motor lineal.

Otras características opcionales de la invención se definen en las reivindicaciones dependientes.

Es de destacar que la invención incluye realizaciones en las cuales existe tan solo una posibilidad para la posición del flotador (es decir, elevado o sumergido) en el segundo estado. Así mismo, puede existir más de un flotador para cada generador lineal.

En una realización específica de esta invención, los medios de control logran esto invirtiendo el modo de funcionamiento del generador lineal de manera que sea el de un motor lineal. Los medios de control generan entonces corrientes para su suministro al (ahora) motor lineal, de tal manera que se provoca que éste extraiga el flotador de las olas del mar para introducirlo en una cavidad protectora, o bien, alternativamente, se provoca o permite que éste sumerja el flotador, en ambos casos en una magnitud suficiente como para evitar que se produzcan daños en el mismo y en su aparato de generación asociado.

Así pues, por medio de la presente invención, es decir, al invertir el modo de funcionamiento del generador lineal -lo cual puede llevarse a cabo suministrando corrientes conmutadas adecuadas al mismo por medio de baterías, o incluso por medio del flujo inverso de corriente desde la rejilla a la que suministra en situación normal-, se convierte éste con ello en un motor destinado a la extracción o la inmersión de la parte vulnerable del aparato, que queda de esta forma alejada de los peores excesos del mar, hasta el momento en que las condiciones desfavorables del mar hayan remitido. En este momento, el motor se hace funcionar entonces de manera que restablezca el flotador en el seno de las olas, y una vez colocado éste de forma segura, se reanuda de nuevo su funcionamiento normal como generador. Esta invención puede aplicarse de forma evidente al caso en que el aparato de generación está sustentado en una torre por encima del nivel del mar (como se ha descrito en la Solicitud co-dependiente), o bien a un caso alternativo en el que el aparato de generación se encuentra contenido dentro de una torre que está, a su vez, sumergida.

Debido a su doble función, se ponen así de manifiesto todas las ventajas de utilizar medios de generación lineales como fuente de energía, en contraposición con los dispositivos anteriores, cuyos componentes operativos se mantienen de forma permanente en el seno del mar, y no pueden ser retirados convenientemente, en el caso de que se presente una tormenta, invirtiendo su funcionamiento de generador a motor.

En una característica de una primera disposición de esta invención, en particular, en aquélla en la que, en el segundo estado, el generador lineal, actuando como motor, se utiliza para elevar el flotador por encima de las olas, se ha dispuesto una cámara de protección de gran resistencia dentro de la cual puede ajustarse el flotador en un punto elevado de su recorrido. Con el fin de evitar el derroche de energía que se necesitaría para mantener el flotador -por medio del motor lineal-, en contra de la gravedad, en su posición elevada por encima del mar, se ha provisto un dispositivo de retención mecánico destinado a bloquear el flotador en su posición elevada.

En una característica de la disposición alternativa de la invención, en la cual el flotador, en el segundo estado, queda sumergido, ya sea parcial, ya sea completamente por debajo de las peores acometidas de las olas, suprimiendo con ello la necesidad de toda cámara de protección, como se acaba de describir, la cámara de flotación del flotador está equipada con una válvula, susceptible de ser accionada por los medios de control de la invención y destinada a permitir la inundación del flotador para contribuir a su inmersión. Una ventaja secundaria de esta disposición consiste en evitar el gasto de energía que se requeriría para alimentar el generador lineal, al actuar como motor, a fin de empujar y mantener el flotador en su estado sumergido.

De nuevo, al amainar la tormenta, el flotador se puede hacer emerger del mar por la acción del generador lineal, que actuará como un motor linear, habiéndose dejado abierta la válvula de inundación para permitir al agua salir del flotador, después de lo cual se cerrará para reanudar el funcionamiento normal del dispositivo como generador.

En una realización de esta característica de la invención, un generador secundario obturado de forma estanca se encuentra encerrado dentro del propio flotador, y es susceptible de ser accionado por el movimiento del flotador en el seno del mar. La energía generada de esta forma se utiliza con dos fines, uno de los cuales es el funcionamiento de una lámpara de advertencia de peligro, situada sobre el flotador, y el otro de los cuales es el suministro de la energía eléctrica necesaria para el funcionamiento de la válvula de inundación del flotador. (Puede incluirse una batería como medio de almacenamiento para la potencia generada de esta forma.) Se emplean adicionalmente medios de radio-control para transmitir desde los medios de control de la invención señales de apertura/cierre a los equipos de control receptores albergados dentro del flotador, para el funcionamiento, a su vez, de la válvula de inundación. De esta forma, se suprime la necesidad de cualquier conexión eléctrica al flotador, con las correspondientes ventajas en cuanto a sencillez y fiabilidad.

De acuerdo con una característica adicional, y opcional, de la invención, los medios de detección anteriormente mencionados que se utilizan para determinar si se ha de retirar el flotador de las peores acometidas de las olas del mar, obtienen su información de un aparato que es sensible al movimiento relativo entre el estator y la armadura del propio generador lineal. Este proporciona, en consecuencia, información directa relativa a la agresividad del movimiento de las olas del mar. Por medio de la comparación con una base de datos del movimiento de las olas previamente establecida, o con otra información de referencia específica, la información así obtenida se proporciona a los medios de control del generador a fin de provocar automáticamente la extracción/inmersión del flotador en un instante adecuado, es decir, antes de que el movimiento de las olas llegue a ser peligrosamente violento.

En aún otra característica adicional relativa a este aspecto de la invención, se utiliza el aparato de seguimiento del comportamiento del mar, dispuesto externamente al aparato de generación de energía a partir de las olas, en lugar de, o en combinación con, los medios anteriormente descritos, con el fin de detectar el desencadenamiento o el desarrollo de las condiciones de tormenta y proporcionar entonces la señal de seguridad requerida por los medios de control de la extracción/inmersión del flotador. Dicho aparato puede consistir, por ejemplo, en una o más sondas de detección colocadas a distancia en el mar, bien alejadas del aparato de generación -de tal manera que le proporcionen el tiempo suficiente para su propia protección, tal y como se ha descrito aquí-, o bien en el uso de información de satélites o de los partes meteorológicos.

La invención se describirá a continuación, a modo de ejemplo y con referencia a los dibujos que se acompañan, en los cuales:

la Figura 1 muestra un aparato, montado por encima del nivel del mar, para la generación de energía eléctrica a partir del movimiento de las olas,

la Figura 2 muestra el mismo aparato de la Figura 1, pero con una parte del aparato protegida de las condiciones de tormenta,

la Figura 3 muestra el aparato de la Figura 1, pero montado por debajo del nivel del mar,

la Figura 4 muestra el mismo aparato de la Figura 3, pero en ella parte del aparato está protegida de las condiciones borrascosas,

la Figura 5 es un diagrama o esquema de una cámara de flotación que se utiliza como parte del aparato de generación y que está equipada con medios de inundación,

la Figura 6 muestra esquemáticamente el funcionamiento de los medios de medición que se utilizan para detectar las condiciones de tormenta, y

la Figura 7 muestra unas disposiciones para el uso de los medios de detección con el fin de proporcionar una advertencia por adelantado al aparato de las Figuras 1 a 4 de la inminencia de condiciones tormentosas o que afecten a las olas.

Haciendo referencia a la Figura 1, el aparato para la generación de energía eléctrica a partir del movimiento de las olas se designa, en general, con la referencia numérica 10. El aparato incluye una torre 11 que sirve de sustentación al aparato y lo sitúa sobre el lecho marino. La torre 11 alberga una plataforma 12 sobre la que está montada la armadura 13 de un generador lineal. En la realización que se muestra, el generador es de construcción o estructura tubular, y su estator, designado con la referencia 14, pasa en posición coaxial a través de la armadura. La guía del estator se efectúa por medio de rodillos. El estator es, en sí mismo, un tubo que aloja una secuencia de componentes magnéticos que, conjuntamente, proporcionan una serie de campos magnéticos radiales que se extienden a lo largo de la longitud del tubo. Estos campos se acoplan a las bobinas de la armadura con el propósito de generar electricidad. El estator pende suspendido hacia abajo a través de la plataforma 12, tal como se muestra, y está fijado, por su extremo inferior, a un flotador 15, equipado con paletas auxiliares 16.

El funcionamiento del aparato, tal como se ha descrito exhaustivamente en la Solicitud co-dependiente del presente Solicitante, se expone aquí brevemente para ayudar a la comprensión de la invención que constituye el objeto de esta solicitud. A medida que las olas situadas bajo la plataforma ascienden, la flotabilidad natural del flotador hace ascender el estator desplazándolo a través de la plataforma, lo que da lugar al movimiento relativo entre el estator y la armadura del generador. La electricidad se genera como consecuencia de este movimiento relativo. De forma similar, a medida que las olas descienden, el peso del estator y de su flotador hace que el estator descienda también, lo que provoca de nuevo el movimiento relativo y una generación adicional de electricidad.

En condiciones de tormenta, es deseable proteger el conjunto formado por el flotador y las paletas, 15, 16, para que no se destruya, o incluso para evitar la destrucción de todo el aparato, por la acción de las olas excepcionalmente violentas. Con este fin, y de acuerdo con la invención, se disponen medios de detección y de medición, 17 y 18, dentro de la torre para detectar y medir la velocidad del movimiento del estator del generador, así como la extensión de su movimiento. Los medios de detección 17 pueden comprender detectores de efecto Hall situados en posiciones adyacentes al estator magnético del generador, de tal forma que proporcionan información sobre su movimiento a medida que la serie de campos magnéticos del estator pasa por los detectores. Con el uso de dos detectores con un desplazamiento de fase de 90º, es decir, en cuadratura de fase, se dispone de información relativa a la posición, la dirección y la velocidad.

De forma alternativa, además del uso de los componentes de efecto Hall, o en lugar de los mismos, es posible medir y determinar las tensiones de fuerza magnetomotriz (mmf -"magnetomotive force") generadas por la armadura. De acuerdo con la teoría de la ingeniería eléctrica, la amplitud de estas tensiones proporciona información sobre la velocidad del movimiento, y el número de ciclos generados en un movimiento particular del estator proporciona información acerca de la distancia total recorrida.

La señales así proporcionadas, ya sea por los detectores de efecto Hall o por la forma de las ondas de la fuerza magnetomotriz, o por ambos fenómenos, son procesadas por la unidad de medición 18 y comparadas con datos previamente registrados. Esto puede realizarse en la forma de datos estadísticos ilustrativos de las condiciones que preceden típicamente a una tormenta. En el caso de que la comparación indique unas condiciones marinas con una probabilidad consistente de ser destructivas, se emite una señal de peligro desde los medios de medición 18 a los medios de control 19.

La función de los medios de control es importante, y es parte primordial de esta invención. Ha de encargarse de cambiar el funcionamiento del generador lineal para que sea el de un motor lineal. En vez de recibir corrientes generadas y transmitirlas por redes de distribución externas, los medios de control suministran, en su lugar, a las bobinas del generador -que actúa ahora como un motor- las corrientes conmutadas apropiadas para efectuar el movimiento. (Es bien conocido que los motores rotativos de imanes permanentes funcionan también como generadores, y precisamente el mismo principio se aplica, como es natural, a los generadores lineales. Nótese que las señales de conmutación necesarias pueden ser obtenidas de los detectores de efecto Hall anteriormente referidos.)

Al recibir la señal de peligro, los medios de control hacen que el generador lineal -que actúa ahora como motor- eleve el flotador fuera, o substancialmente fuera, de las olas del mar, y lo aloje en una cavidad de protección 20, tal como se muestra esquemáticamente en la Figura 2. Con el fin de minimizar el esfuerzo requerido, esto se lleva a cabo en el momento en que el flotador ha sido ya alzado hasta un punto elevado por la acción de las olas. Tanto los medios de control como los medios de medición, así como otros circuitos electrónicos locales, pueden ser alimentados por medio de una batería 21 que se mantiene cargada por el generador en funcionamiento normal. Una vez dentro de la cavidad protectora, un dispositivo de retención mecánico 22, susceptible de ser accionado por los medios de control, se utiliza para mantener el flotador dentro de su cavidad, en lugar de desperdiciar energía utilizando el generador lineal (motor) para este propósito.

Un temporizador (no mostrado), situado dentro de los medios de control, se utiliza para provocar que
éstos hagan retornar el conjunto de flotador y paletas hasta el nivel del mar, una vez transcurrido un periodo de tiempo razonable para que amainen las tormentas típicas de la zona. Unos medios de detección externos 23, por ejemplo, detectores de sonido, o bien una
boya auxiliar permanentemente sumergida -no mostrada-, pueden emplearse como "respaldo" que garantice -antes de que el flotador sea sumergido de nuevo- que la tormenta efectivamente ha amainado.

Así pues, se apreciará que se proporciona un aparato de generación de energía a partir de las olas que, en funcionamiento, es substancialmente inmune a las destrucciones de las tormentas violentas. Es un hecho bien conocido que las plataformas petrolíferas y las construcciones similares se diseñan para soportar tormentas devastadoras. Puede adaptarse la misma tecnología y diseños, o una tecnología y unos diseños similares a los que se utilizan para su construcción y fabricación, a una construcción o estructura de torre que albergue muchas filas y columnas de generadores, pero que esté equipada con el mecanismo de seguridad anteriormente descrito, proporcionando de esta forma unos medios eficaces a largo plazo y fiables para la generación libre de potencia.

Haciendo referencia a la Figura 3, se ilustra en ella un esbozo de disposición alternativa en la cual la torre 11, en vez de soportar el aparato de generación por encima del mar, se encuentra, en su lugar, completamente sumergida. Es evidente de por sí que la función de generación es exactamente la misma que la de la disposición anteriormente descrita. Sin embargo, en el caso de una tormenta, en vez de elevar el conjunto del flotador y las paletas hasta separarlos de las olas, los medios de control se utilizan, en su lugar, para hacer que el generador lineal -que actúa ahora como un motor- sumerja el propio flotador ampliamente por debajo de las olas del mar, tal como se muestra en la Figura 4. En este caso, no se requiere ninguna cámara protectora, ya que el flotador queda protegido por el propio mar. En relación con esta disposición alternativa, todas las funciones de detección, medición y restablecimiento anteriormente descritas con respecto a la realización de la torre por encima del nivel del mar permanecen idénticas.

En esta realización alternativa, en vez de tener que forzar al conjunto de flotador y paletas hasta sumergirlo por debajo del nivel del mar, en contra de su flotabilidad natural, el flotador puede estar equipado con una válvula de inundación que contribuya a este proceso, y que se ilustra en la Figura 5. La válvula de inundación se indica con la referencia numérica 24, y es accionada de forma electromagnética, con la referencia 25, de modo que permita al aire escapar de la parte superior 26 de la cámara de flotación, al tiempo que el agua del mar entra por el fondo, según se indica con la referencia 27.

El suministro de corriente al electroimán se proporciona por medio de una batería de almacenamiento 28, y es conmutado a conexión y a desconexión por medio de una unidad 29 controlada por radio. Cuando se desea inundar la cámara, se transmiten señales de radio a la unidad a través de medios de transmisión 30 activados por los medios de control situados en el interior de la torre. Se emplea un generador interior 31 para generar corrientes por medio del movimiento oscilatorio del flotador durante el funcionamiento normal. Estas corrientes se utilizan para mantener cargada la batería 28, la cual, además de alimentar energéticamente a la válvula y al receptor de radio, puede utilizarse también para iluminar una luz 32 de advertencia de peligro. Una vez que es seguro reanudar el funcionamiento, el flotador se hace retornar a la superficie y se eleva por encima del nivel de las olas para permitir que el agua de mar salga del mismo. A continuación, se cierra la válvula con el uso del control por radio, y el flotador se restituye a su posición en el seno de las olas para proseguir con la generación de energía.

Se apreciará que, en el caso de la disposición sumergida, la totalidad de los elementos no visibles del aparato de generación se mantienen por debajo del nivel del mar, siendo las únicas partes visibles los flotadores -a los que se puede conferir un color azul marino.

En aras de una descripción comprensible de las realizaciones posibles de la invención, se ha mencionado aquí que la primera disposición puede también, por supuesto, realizarse de modo que sumerja el flotador en el curso de una tormenta en lugar de extraerlo, pero esto presenta la desventaja de requerir un tubo de estator largo, y éste quedaría, en sí mismo, expuesto a las olas.

A continuación, se describirá con mayor detalle el método de funcionamiento de los medios de medición 18 haciendo referencia a las Figuras 6a-d.

El estator magnético susceptible de desplazarse del generador se muestra en la Figura 6a con la referencia 14, y su armadura con la referencia 13. Los medios de detección 18 se han fijado adyacentes a la armadura. Éstos comprenden dos sensores de efecto Hall, 33 y 34, conjuntamente con sus circuitos complementarios.

El método de funcionamiento es como sigue. A medida que el estator del generador se hace pasar, por la acción del flotador, a través de los sensores de efecto Hall, se producen en consecuencia formas de onda que indican la velocidad y la extensión del movimiento, tal como se muestra con las referencias 35 y 36, véase la Figura 6b. Un cambio de sentido sobre un punto se ilustra, por su interés, con la referencia 37. El número de formas de onda detectadas, N1, indica la distancia recorrida por el estator, y el tiempo t1 transcurrido entre los sucesivos puntos de cruce con el cero indica la velocidad del movimiento. El tiempo de la carrera total se designa con la referencia T1.

En el caso de condiciones excesivamente vigorosas, véase la Figura 6c, el número de formas de onda N2 se incrementará claramente, y éstas presentarán una mayor altura de onda, y, en el caso de movimientos más rápidos, el tiempo t2 disminuirá.

Los medios de medición pueden entones utilizarse para comparar los parámetros N y t con las cifras de referencia que se muestran en la Figura 6d, o bien con un intervalo de cifras tabuladas previamente registradas que indiquen condiciones de tormenta inminente. Es posible realizar de esta forma una determinación sobre si se ha de extraer (o sumergir) el flotador para su protección.

En ciertos lugares del océano, particularmente en los que son susceptibles de sufrir maremotos, pueden producirse grupos de olas fuera de lo común, de una magnitud y energía considerables. Estas pueden presentarse apenas sin aviso, o sin dar ninguna señal en absoluto. En tal caso, los sensores internos locales que se emplean para recoger información sobre las condiciones de las olas serán incapaces de provocar la extracción del flotador del mar a tiempo para evitar que se produzcan daños en el mismo. Puede necesitarse el empleo de sensores en posición distante en lugar de ellos.

Un ejemplo de dicha disposición se muestra en la Figura 7. En ella, se utilizan una o más sondas 38, situadas en posición distante con respecto a la torre 11, para detectar la llegada de dicha ola, y se transmite una señal de peligro correspondiente a los medios de control de la torre. De forma alternativa, o además de esto, dicha señal puede ser suministrada por un satélite 39, en respuesta a la medición de las condiciones del mar, o bien, efectivamente, puede consistir en una señal retransmitida al mismo por estaciones de seguimiento de las condiciones meteorológicas y/o de la actividad sísmica. En cada caso, el propósito es garantizar que el aparato se pone a salvo de los estragos producidos por las olas de tipo tsunami.

Serán evidentes numerosas variantes para los expertos de la técnica.

Claims (11)

1. Un aparato para la generación de energía eléctrica a partir del movimiento de las olas del mar, que comprende:

a) al menos un generador de movimiento rectilíneo o lineal, que comprende una armadura (13), un estator (14) y un flotador (15), de manera que el aparato presenta un primer estado en el que se produce el funcionamiento normal de generación, en el cual el flotador se encuentra inmerso en el mar con el fin de accionar la armadura del generador lineal en un movimiento lineal alternativo o de vaivén con respecto al estator, al objeto de generar energía eléctrica;

b) medios de detección (18, 23), destinados a detectar el desencadenamiento o presencia de condiciones marinas desfavorables para el funcionamiento o pervivencia del al menos un generador; y

c) medios de control (19), que son sensibles a los medios de detección con el fin de situar el aparato en un segundo estado en el cual el flotador (15) se hace mantener substancial o completamente fuera del agua, o en una posición completa o parcialmente sumergida, en ambos casos en una magnitud suficiente como para evitar que se produzca cualquier daño de importancia en el generador; y en el cual

d) los medios de control (19) están destinados a invertir el modo de funcionamiento del generador lineal de manera que pase a ser el de un motor lineal, de tal forma que el flotador (15) sea llevado a la posición en que se mantiene en el segundo estado al menos parcialmente por la acción del generador lineal, al actuar como motor lineal.

2. Un aparato de acuerdo con la reivindicación 1, en el cual la armadura, el estator y el eje de dicho movimiento alternativo lineal de la armadura y del flotador son substancialmente verticales, y en el cual, durante la entrada en funcionamiento en el segundo estado, el flotador adopta una posición fuera del intervalo del movimiento alternativo del mismo durante su funcionamiento en el primer estado.

3. Un aparato de acuerdo con la reivindicación 2, en el cual los medios de control incluyen circuitos destinados a controlar, y a suministrar energía para, el funcionamiento del generador lineal, de forma que actúe como un motor lineal.

4. Un aparato de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en el cual se ha dispuesto un dispositivo o enganche de retención mecánico liberable (22) con el fin de mantener el flotador en dicha posición.

5. Un aparato de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en el cual los medios de detección (18) incluyen circuitos destinados a efectuar el seguimiento de las señales producidas por el movimiento relativo de generación entre la armadura y el estator del generador lineal, a fin de detectar las indicaciones que proporcionan dichas señales del desencadenamiento o presencia de dichas condiciones del mar.

6. Un aparato de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, en el cual los medios de detección (23) se han dispuesto de tal forma que, durante su uso, están colocados en posición distante del resto del aparato, a fin de proporcionar una indicación por adelantado de la presencia de condiciones desfavorables o de la inminencia de una ola peligrosa.

7. Un aparato de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 6, y que incluye una estructura (11) sobre la cual está montado el al menos un generador, y de la cual pende el generador, incluyendo la estructura una cavidad o cámara protectora (20) dentro de la cual se retira el flotador (15) de manera que se mantenga substancial o completamente fuera del mar cuando el aparato se encuentra en el segundo estado.

8. Un aparato de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 6, y que incluye un mecanismo (25, 27) destinado a inundar, al menos parcialmente, el flotador para ayudar a su inmersión en el segundo estado.

9. Un aparato de acuerdo con la reivindicación 8, en el cual el flotador del generador, o de cada uno de los generadores, alberga, encerrado dentro del mismo, un generador eléctrico auxiliar (31), obturado de forma estanca.

10. Un aparato de acuerdo con la reivindicación 9 y que incluye una lámpara de aviso de peligro (32) situada sobre el flotador, de manera que puede hacerse funcionar el generador auxiliar (31) para alimentar dicha lámpara (32).

11. Un aparato de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 8 a 10, en el cual el mecanismo (25, 27) incluye una válvula de inundación del flotador, de manera que el generador auxiliar (31) puede hacerse funcionar para alimentar dicha válvula.