ES2242625T3 - Planta de transformacion de la energia de las olas del mar en energia electrica. - Google Patents

Abstract

Aparato de conversión de energía de las olas en potencia eléctrica, que comprende: al menos un generador lineal que tiene un estator (10) y una armadura (13), que puede ser accionada linealmente con relación al estator para generar energía eléctrica y al menos un flotador (14) articulado a la armadura y que, en uso, se sumerge en el mar para ser sometido a la acción de las olas para accionar la armadura, en el que el / los flotador(es), la armadura y la articulación constituyen de esta manera una masa accionada por las olas; caracterizado porque el peso de la masa accionada por las olas es substancialmente igual a la mitad del empuje ascendente proporcionado por el agua desplazada por el / los flotador(es) cuando se sumerge totalmente en el agua.

Description

Planta de transformación de la energía de las olas del mar en energía eléctrica.

La presente invención se refiere a la conversión de la energía de las olas del mar en electricidad.

Un método preferido para obtener energía eléctrica a partir del movimiento de olas es la conversión directa del movimiento de las olas en potencia eléctrica utilizando generadores lineales eléctricos. En este dispositivo, se utiliza el movimiento alternativo de uno o más flotadores para provocar el movimiento relativo entre el estator y la armadura de un generador de este tipo. La generación directa de potencia se realiza, por lo tanto, sin la necesidad de ninguna forma de mecanismo intermedio, como sería necesario, por ejemplo, si se utilizasen generadores eléctricos giratorios.

Un factor importante que afecta a la generación de electricidad a partir de cualquier fuente es la eficiencia de la conversión de energía. Esto es particularmente importante en el caso de la captura de energía renovable a partir de las olas del mar. Debido al alto coste de instalación de la planta de conversión de energía, el operador debe estar absolutamente seguro de que los beneficios comerciales serán adecuados. No es posible simplemente incrementare la producción quemando más combustible ya que, evidentemente, el comportamiento de la fuente de combustible (el mar) está fuera del control del operador.

De acuerdo con ello, en el caso de generadores de potencia de olas utilizando generadores lineales como el medio de conversión de energía, debe extraerse cualquier vatio posible para asegurar un retorno adecuado. Para este fin, es esencial tanto asegurar que el aparato está dispuesto para generar potencia de la manera más consistente posible, como no despilfarrar la energía potencial disponible a partir de las ondas del mar sobre cualquier función subsidiaria a la generación de potencia.

Un ejemplo de una función subsidiaria que afecta al rendimiento de muchos diseños de planta de conversión de las olas utilizando cámaras de flotación, es el gasto de energía de las olas que es necesaria para acelerar la masa propiamente dicha de la cámara de flotación y cualquier aparato asociado no relacionado directamente con la conversión de potencia. Por ejemplo, en el caso de construcciones del tipo de balsa articulada flotante, que se utilizan para generar potencia empleando el movimiento de cámaras flotantes para accionar pistones hidráulicos, la masa de las cámaras de flotación del tipo de balsa es considerable. Como resultado de esto, el empuje ascendente que se deriva de su flotación deben utilizarse tanto para acelerarlas con el fin de seguir la velocidad de ascensión de la ola que actúa sobre ellas, como para accionar el pistón hidráulico.

El inconveniente de este dispositivo es fácilmente evidente, como muestra el ejemplo siguiente. Consideremos un flotador de poliestireno de peso ligero. Éste es subido y bajado en respuesta a la acción de cualquier ola. Un bloque de hormigón enorme, que atrapa, sin embargo, aire para disponer de la misma capacidad de flotación general, no puede hacer posiblemente lo mismo, lo que permite la fórmula básica p = ma. El uso de la energía potencial proporcionada por la ola para elevar el flotador de poliestireno es insignificante, y su energía cinética resultante es igualmente insignificante a medida que se monta sobre la ola. Por lo tanto, puede realizar la tarea sencilla de transportar la energía potencial y cinética impartida a la misma por la ola hasta el medio de conversión de potencia, perdiéndose una cantidad de energía insignificante al actuar sobre el flotador propiamente dicho. Sin embargo, está claro que esto no se puede aplicar al bloque de hormigón. En efecto, si es demasiado macizo, no habrá subido antes de que la ola haya caído.

Además, con respecto a la efectividad de la utilización de generadores lineales para convertir la potencia de las olas en electricidad, es importante que la potencia eléctrica sea generada de la manera más consistente posible, es decir, para una ola dada, de la manera más uniforme posible tanto sobre la porción ascendente de la ola como también sobre la porción descendente. Por consiguiente, para este fin, el generador lineal debería experimentar de la manera más estrecha posible el mismo empuje ascendente que el empuje descendente durante las porciones ascendentes y descendentes de una ola.

La disposición ideal es una en la que se reducen al mínimo los efectos de la función subsidiaria descrita anteriormente, y al mismo tiempo se genera potencia de la manera más consistente posible.

El documento DE 43 38 103 describe aparatos para la generación de potencia eléctrica a partir de olas del mar, que corresponde a parte de pre-caracterización de la reivindicación 1 y que comprende un dispositivo generador flotante inmerso en el mar. Una armadura cilíndrica anular, retenida verticalmente al nivel del marco por cámaras de flotación integrales, oscila hacia arriba y hacia abajo con el movimiento de las olas. Un estator magnético cilíndrico retenido substancialmente estacionario con relación al lecho del mar por un depósito de lastre y por cables de anclaje en el lecho del mar, está situado coaxialmente dentro de la armadura. El movimiento relativo que tiene lugar entre los dos, a medida que es realizado por el movimiento de las olas, provoca la generación de electricidad.

El documento US 4539485 describe un dispositivo similar, en la medida en que la bobina de la armadura del convertidor de energía es retenida en un tubo estático anclado en el lecho del mar, mientras que se provoca que un pistón móvil libremente que contiene imanes permanentes oscile a través de la armadura por medio de un flotador fijado a su extremo superior.

El documento US 2546473 describe un dispositivo, en el que un primer flotador se puede mover libremente con las olas que actúan sobre el mismo, mientras que un segundo flotador, situado dentro del primer flotador, está limitado a permanecer substancialmente inmóvil. El primer flotador está equipado con una bobina, mientras que la segunda bobina está equipada con medios de imanes permanentes. De nuevo, el movimiento relativo entre las dos induce una fuerza electromagnética para accionar, por ejemplo, un equipo de a bordo.

La invención pretende proporcionar una forma mejorada de un aparato de este tipo.

De acuerdo con la invención, se proporciona un aparato de conversión de energía de las olas en potencia eléctrica, que comprende:

al menos un generador lineal que tiene un estator y una armadura, que puede ser accionada linealmente con relación al estator para generar energía eléctrica y al menos un flotador articulado a la armadura y que, en uso, se sumerge en el mar para ser sometido a la acción de las olas para accionar la armadura, en el que el / los flotador(es), la armadura y la articulación constituyen de esta manera una masa accionada por las olas; caracterizado porque el peso de la masa accionada por las olas es substancialmente igual a la mitad del empuje ascendente proporcionado por el agua desplazada por el / los flotador(es) cuando se sumerge totalmente en el agua.

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

Hay que indicar que la invención contempla más que un flotador por generador y también allí puede existir más que un generador por flotador.

En cualquier caso, las limitaciones de masa se aplican a la combinación del / los flotador(es) / generador(es) / articulación(es).

Por lo tanto, en este dispositivo, donde no existan olas, es decir, donde predominen condiciones de calma, teniendo en cuenta el hecho de que los pesos combinados son igual a la mitad de la flotación proporcionada por el flotador donde debe estar totalmente sumergido, el flotador flotaría la mitad dentro y la mitad fuera del agua (suponiendo que tiene una construcción simétrica). En presencia de ondas, durante la subida de una onda, (y suponiendo que la resistencia de la fuerza electromagnética proporcionada por los generadores al movimiento del flotador es tal que está completamente sumergido durante esta fase de subida), se imparte un empuje ascendente al generador que es substancialmente igual a la mitad del peso del agua desplazada por el flotador. A la inversa, después de la caída de la ola, y suponiendo por la misma razón que el flotador está apenas en contacto con el agua, se imparte un empuje hacia abajo debido a la gravedad al generador que es igual a los pesos combinados del conjunto, de nuevo substancialmente igual al mismo valor que ha experimentado en la carrera ascendente.

Por lo tanto, los generadores lineales experimentan un empuje ascendente y descendente substancialmente consistente durante el paso de una ola y, por lo tanto, se consigue una generación consistente de potencia durante estas dos fases. Además, debido a la masa de los flotadores y a que cualquier mecanismo de articulación intermedio se mantiene al mínimo, no se pierde energía al acelerar cualquier peso parásito, que no sea la masa necesaria de los componentes móviles de los generadores lineales propiamente dichos, que en otro caso podrían impedir el seguimiento por los flotadores del movimiento de las olas.

En otras palabras, toda la fuerza disponible que resulta a partir de la presencia del flotador que se mueve sobre las olas y, por lo tanto, la energía capturada, es consumida solamente en el movimiento único de los generadores para realizar trabajo útil (dejando aparte la cantidad de energía comparativamente pequeña que es necesaria para acelerar cualquier medio de articulación intermedio, y el flotador de peso ligero propiamente dicho). Al mismo tiempo, teniendo en cuenta los pesos combinados del generador, flota-
dor(es) y medios de articulación, el movimiento del flotador es optimizado para la generación consistente de potencia.

Ésta es una distinción importante sobre las descripciones de la técnica anterior, que incluyen dispositivos de potencia de las olas de generadores lineales, en las que no se presta ninguna consideración consciente a la generación de potencia de la manera más consistente posible, reduciendo al mismo tiempo al mínimo la pérdida de energía a través del uso de estructuras asociadas lo más ligeras posible.

A modo de introducción a una forma de realización de la invención descrita a continuación, muchas otras formas de dispositivos de energía de las olas, debido a su construcción, no pueden hacer uso óptimo del área del mar que está disponible, en la que actúan. Por ejemplo, en el caso del tipo de dispositivo, en el que se fijan cámaras de flotación a los extremos alejados de brazos oscilantes para el funcionamiento de pistones hidráulicos, estando articulados en pivote los extremos opuestos de los brazos dentro de una torre montada sobre el lecho del mar que contiene pistones hidráulicos y otros componentes, un área considerable del mar es monopolizada por los brazos y por la torre propiamente dicha. Por lo tanto, esta área del mar no puede ser utilizada para realizar trabajo útil. En un mundo ideal, y para obtener la energía máxima desde un área dada del mar, debería estar operativo el mayor número posible de flotadores dentro de las olas, sin interrumpir, naturalmente, su flujo natura y, por lo tanto, su efectividad. Se puede contemplar que un dispositivo de flotadores del tipo de panal de abejas proporcionaría una solución ideal.

Por lo tanto, en una forma de realización de la invención, la disposición, tamaño y número de generadores lineales accionados por el flotador / flotadores es tal que el área horizontal de cobertura ocupada por ello no excede hasta ninguna extensión material el área horizontal ocupada por el / los flotadores ni cualquier espacio periférico que rodea el / los flota-
dor(es) para el funcionamiento y movimiento efectivos de los mismos. En este dispositivo, los generadores no ocupan, por lo tanto, un espacio mayor que el de sus flotadores asociados y se pueden yuxtaponer, por consiguiente, lado a lado o en cualquier otra disposición favorable, tantos flotadores como sea posible. Por lo tanto, para cualquier área del mar dimensionada dada y, por lo tanto, para cualquier tamaño y coste de estructura de soporte asociada para el alojamiento de los generadores lineales, se puede generar la potencia máxima y, por lo tanto, se puede obtener el máximo rendimiento financiero para el desembolso de capital inicial.

En una característica de la invención, con el fin de mejorar la captura de energía de las olas, las cámaras de flotación están equipadas con una o más palas sumergidas en el mar, estando dispuestos los ejes planos de las palas substancialmente paralelos a la superficie del mar, siendo la disposición tal que el flotador y las palas actúan en combinación para forzar el movimiento de la armadura del generador con relación a su estator, el flotador por medio de su capacidad de flotación y la pala o palas por medio de su resistencia al movimiento del agua del mar. Además, las superficies planas de la pala contra las que presiona el agua ascendente y descendente, pueden ser perfiladas de tal forma que proporcionan la mayor resistencia posible al movimiento del agua y, por lo tanto, para recibir el máximo empuje opuesto.

En otra característica de la invención, con relación a la forma de los flotadores, su perfil está optimizado para proporcionar la máxima capacidad de flotación posible, ofreciendo al mismo tiempo una resistencia mínima al movimiento horizontal ligeramente elíptico experimentado por las olas a medida que se elevan y caen. Por lo tanto, se comunican fuerzas laterales mínimas a cualquier estructura de soporte que soporta los generadores lineales. Este perfil puede tener, por ejemplo, la forma de un "platillo volante".

En una forma de realización de esta invención, el estator de un motor lineal está parcialmente inmerso en el mar, y se mantiene perpendicularmente al lecho del mar por un peso que descansa sobre el suelo del mar, o por otros medios permanentes. La armadura coaxial para atravesar la barra hacia arriba y hacia abajo, y la generación de electricidad, está fijada directamente o es integral con la cámara de flotación -y las palas- que están también coaxiales con la barra y libres para desplazarse a lo largo de la misma. (Hay que indicar, con el fin de aclarar la terminología utilizada a través de esta solicitud, que por armadura se entiende esa parte del generador lineal que es inducida a moverse por el flotador).

El peso gravitatorio de la armadura, junto con el de la cámara de flotación, está predeterminado de tal forma que, en uso, substancialmente la mitad de la cámara de flotación se proyectaría por encima del agua en condiciones de calma. Por lo tanto, en condiciones de olas, a medida que las olas ascienden, su capacidad de flotación natural eleva el conjunto para generar electricidad, y a medida que las olas caen, se provoca que el peso del conjunto caiga de la misma manera, generando de nuevo electricidad. Para adaptarse a las condiciones locales, en una característica de esta forma de realización de la invención, en lugar de utilizar una cámara de flotación coaxial por motor, se puede conectar una cámara de flotación grande por uniones articuladas a varios generadores.

En una disposición alternativa relacionada con esta forma de realización de la invención, el generador o generadores lineales, en lugar de estar sumergidos en el mar, están montados, en cambio, dentro de una jaula de soporte por encima del nivel del mar. El generador puede estar protegido de las salpicaduras del mar y del viento por medio de cubiertas adecuadas. En esta disposición, la cámara de flotación y las palas -que se mueven en respuesta a la ondulación de las olas del mar- están conectadas por barras de empuje, u otros medios mecánicos, a la parte móvil del/los generador(es) alojados en la carcasa. Por lo tanto, el aspecto agresivo e inhóspito de la generación de potencia a partir de las olas está confinado solamente a los componentes de flotación y de las palas sustituibles en el campo (océano). En un aspecto de esta forma de disposición, con el fin de hacer frente a las variaciones muy considerables en la altura de las olas que resultan del movimiento de las mareas que afecta a las plantas de potencia localizadas en la proximidad de la orilla del mar, están previstos medios dentro de la jaula para variar la altura, con relación al lecho del mar, de la parte fija del generador, de acuerdo con la altura media de las olas.

Con referencia ahora a un aspecto de la invención que se refiere a cómo se optimiza la generación de potencia eléctrica para una condición dada predominante de las olas, se utilizan medios de control para regular la impedancia de carga efectiva presentada a los generadores de acuerdo con la resistencia del movimiento predominante de las olas, siendo la regulación tal que se asegura que la amortiguación electromagnética del movimiento de los generadores, a medida que generan electricidad, está diseñada siempre para optimizar la generación de potencia. A modo de explicación, si el generador es amortiguado en exceso o en defecto, caerá en respuesta, de una manera óptima, al movimiento de las olas, puesto que su respuesta de frecuencia no permitirá el movimiento simpatético correspondiente al de las olas.

A continuación se describirá la invención con referencia a los dibujos que se acompañan, en los que:

La figura 1 es una representación esquemática de un generador de olas de la invención.

Las figuras 2a y b muestran los componentes principales de la figura 1, que incluyen vectores que muestran sus pesos gravitatorios.

La figura 3 muestra una disposición, en la que los generadores están montados por encima del nivel del mar en una jaula.

La figura 4 muestra una pluralidad de generadores montados por encima y dentro de los confines del área de la superficie horizontal de un flotador, y

La figura 5 muestra formas típicas de las ondas de la corriente eléctrica generadas por el movimiento de las olas, y la circuitería de control para optimizar el uso de la potencia disponible de las olas en cualquier conjunto de condiciones predominantes.

Con referencia a la figura 1, el aparato de conversión de energía de las olas en energía eléctrica se representa sumergido en el mar. El aparato comprende un generador lineal accionado por flotador, cuyo estator comprende una barra fija 10, que aloja una secuencia de imanes permanentes. La barra está incrustada, en su extremidad más baja, en un bloque de hormigón 11. El bloque propiamente dicho está anclado al lecho del mar -que se muestra, en general, en 12- para evitar el desplazamiento.

La armadura del generador 13 comprende una carcasa cilíndrica, en la que se incrustan una serie de bobinas. Rodeando coaxialmente la armadura, y fijada a la misma se encuentra una cámara de flotación anular 14. El flotador está hecho de una construcción que es lo más ligera posible. Esto es para asegurar que su peso es insignificante en comparación con el peso de la armadura del generador y, por lo tanto que la energía de la ola presente es consumida de una manera útil para la generación de potencia eléctrica en lugar de la aceleración de cualquier masa indebida del flotador propiamente dicho, y/o para impedir que el conjunto siga el movimiento de la ola. En las superficies superior e inferior de la armadura están localizados soportes de cojinetes 15 y 16, para guiar la armadura coaxialmente hacia arriba y hacia abajo del estator. Unas palas anulares 17 están fijadas también a la cámara de flotación. Las palas están perfiladas para ofrecer la mayor resistencia posible a los movimientos verticales del agua del mar, ver el diagrama en recuadro en 17a. El tamaño y/o la longitud de la armadura del generador lineal y, por lo tanto, su peso, están seleccionados de tal forma que su peso, combinado con el peso del flotador, es tal que es contrarrestado por la mitad del empuje ascendente total proporcionado por el volumen de agua que sería desplazado por el flotador, donde el flotador debe estar sumergido. Esto se muestra más claramente con referencia a las figuras 2a y b. El peso W1 de la armadura 13 del generador lineal, combinado con el peso W2 del flotador 14, es decir, W1 + W2, está dispuesto para que sea substancialmente igual a la mitad del empuje ascendente U1 del agua desplazada por el flotador, donde debe estar totalmente sumergido.

La acción del aparato es la siguiente. A medida que llega una ola, la capacidad de flotación natural de la cámara de flotación hace que se eleve todo el conjunto. Esto es asistido por la presión del agua ascendente que actúa contra las palas 17.

Por lo tanto, se eleva el movimiento relativo entre la armadura y el estro del generador lineal y se genera corriente alterna dentro de las bobinas del generador, cuya amplitud y frecuencia dependen del vigor del movimiento de las olas. La corriente es conducida a una estación de la orilla por un cabe blindado y flexible 18. (Hay que indicar que están presentes medios, no mostrados, para prevenir la rotación del conjunto y, por lo tanto, la torsión no deseada del cable).

Una vez que la ola ha alcanzado su cenit y comienza a caer, el peso del conjunto hace que el mismo caiga también. La potencia es generada de nuevo a medida que la armadura a traviesa el estator. Debido a que el empuje ascendente experimentado por el generador es substancialmente el mismo que el peso del conjunto, se genera electricidad de una manera razonablemente consistente después de las fases tanto de subida como de bajada de la ola. Existe un cierto intersticio de fase natural entre el ascenso del conjunto con relación a las olas y su caída, debido al efecto de amortiguación natural de la fuerza electromotriz generada. Como se describirá más adelante con más detalle, la impedancia de carga presentada al generador, y el peso general del conjunto móvil se seleccionan con la finalidad de optimizar la generación de cualquier condición particular de las olas.

El aparato de la invención genera, por lo tanto, energía eléctrica de una manera consistente por el simple medio de utilizar un motor lineal alargado que tiene una armadura de peso adecuado que actúa a la inversa de un generador lineal accionado por las olas. Además, debido a la construcción de peso ligero del flotador propiamente dicho, la energía disponible de las olas de mar es consumida para provocar el movimiento relativo de la armadura del generador con respecto a su estator, en lugar de ser consumida también sobre la masa del flotador propiamente dicho.

Como una alternativa a la inmersión del generador ene l mar y/o cuando la generación debe efectuarse e una profundidad del mar en la que no es aplicable el uso del dispositivo de la figura 1, se puede emplear un método alternativo de montaje del generador con muchas ventajas prácticas. Con referencia a la figura 3, en lugar de sumergir el generador en el mar, se monta, en cambio, dentro de una jaula 19 que, en esta ilustración, descansa ella misma sobre el lecho del mar y está anclada en el mismo. (De una manera alternativa, en el caso de funcionamiento en aguas profundas, la jaula puede estar soportada sobre la superficie del mar por cámaras de flotación separadas, y amarrada por anclaje al lecho del mar). En este dispositivo, la parte móvil del generador es la armadura 20. (Hay que indicar con el fin de aclarar la terminología utilizada a través de esta solicitud, que por armadura se entiende esa parte del generador lineal que es inducida a moverse por el flotador). Con la finalidad de la economía de la construcción, no toda la armadura contiene imanes permanentes. Al contrario, el tubo de la armadura solamente está lleno con imanes en su porción central vertical activa que, en el uso normal, atraviesa más allá del estator. Las porciones 20a y 20b, que se extienden, respectivamente, hacia abajo hasta el flotador 21, y hacia arriba a través de los rodillos de guía 22, están llenas, en cambio, con un material de durabilidad y de resistencia estructural adecuadas. Como se puede ver a partir de la figura, el estator 23 está montado sobre una plataforma 24, dentro de la jaula. A medida que la combinación de flotador y pala 21 es inducida a subir y bajar por la ondulación de las olas, entonces la armadura se mueve a través del estator fijo para generar potencia. La armadura es guiada por encima y por debajo del estator por los rodillos 22. Tanto el flotador como también las porciones 20a y 20b de la barra de la armadura 20 están hechos de material de peso lo más ligero posible, adaptado a la resistencia estructural adecuada, para asegurar que la energía del mar disponible es consumida en generación
útil.

Como se conoce bien, pueden existir variaciones significativas de la altura del mar en la proximidad de la orilla del mar debido al movimiento de las olas. Por lo tanto, de acuerdo con la hora del día, la altura de las crestas y de los senos de cualquier ola "de tamaño dado" puede variar substancialmente con relación al lecho del mar. Esto debe adaptarse en el caso de una localización próxima a la orilla de los dispositivos descritos aquí, por el uso de una barra de armadura suficientemente larga. No obstante, el llenado de una barra extendida a lo largo de toda su longitud con material magnético, para que una "porción activa" esté siempre presentada al estator, implica un gasto indebido. Para hacer frente a esta situación, el estator se puede situar sobre la plataforma móvil vertical 24.

La altura de la plataforma se puede ajustar por medios de detección (no se muestran) para variar con la altura media de las olas, es decir, el nivel ondulado medio, por actuadores de tornillo de plomo 25. El estator puede ser refrigerado por medio del agua del mar que es bombeada alrededor de una camisa de refrigeración que lo rodea.

Con referencia a la figura 4, se consigue un equilibrio entre la longitud L de los generadores lineales 13 y el número total N utilizado para cualquier flotador dado, de tal manera que, a la vez que se consigue la fuerza electromagnética de resistencia necesaria, el área horizontal total A1 ocupada por ellos cae dentro del área horizontal A2 equivalente ocupada por el flotador, como se muestra. Por este medio, los flotadores se pueden yuxtaponer estrechamente con el fin de hacer un uso óptimo del área del mar, en el que están sumergidos y para conseguir de esta manera la conversión máxima posible de la energía de las olas del mar en energía eléctrica para un área dada. Esta adición proporciona el retorno máximo en términos de rendimiento por cada kilovatio hora generado, para un desembolso de capital dado en estructuras de soporte.

Para cualquier condición del mar dada, que puede variar desde un oleaje ligero hasta una tormenta embravecida, es importante asegurar que la parte móvil del generador sigue fielmente el movimiento de las olas. Por ejemplo, si se aplicase un cortocircuito a la armadura, su movimiento sería amortiguado excesivamente, y la combinación de flotador / pala sería incapaz de seguir las olas de una manera óptima. De una manera similar, en una tormenta, donde al generador debe alimentarse efectivamente un circuito abierto, el conjunto se puede elevar con demasiada facilidad en respuesta a una ola que se aproxima y, bajo su propio momento, se extiende más allá de su cresta. Por lo tanto son necesarios medios para asegurare que la impedancia de la carcasa es ajustada adecuadamente para cualquier patrón de olas dado.

Con referencia a la figura 5, unas corrientes AC generadas dentro de las bobinas del generador, que se muestran de forma simbólica a modo de ejemplo en 26 y 27, son rectificadas en primer lugar por rectificadores de puente 28 y 29. Las corrientes DC resultantes son alimentadas entonces a medios de almacenamiento 30. Los medios de almacenamiento contribuyen a producir un nivel de corriente DC constante y para asegurar una alimentación constante de energía ya esté presente una tormenta o exista calma. Se utiliza un inversor 31, a través de un transformador 33, para alimentar corriente alterna al sistema de distribución de energía. La impedancia efectiva del inversos se ajusta dinámicamente por medios de detección 32, que son ellos mismos sensibles a la forma de la corriente que los generadores están tratando de generar, con el fin de optimizar la generación de potencia en cualquier condición predominante de las olas. Por lo tanto, los criterios descritos anteriormente para asegurar una adaptación óptima de la capacidad de generación del generador a la del movimiento de las olas se optimizar automáticamente de forma permanente. Se utilizan otros medios de circuitería de control (no se muestran) -como es habitual en las estaciones de generación- para asegurar que el ángulo de fase de las corrientes generadas es correcto para la adición de potencia al sistema de distribución.

Una característica adicional de la invención, que se puede aplicar, en efecto, a todos los dispositivos descritos aquí, es que los imanes permanentes dentro de la barra del generador se pueden realizar, de acuerdo con su posición a lo largo de la barra, de materiales magnéticos permanentes de resistencias de campo variables y, por lo tanto, de coste variable, de tal manera que en el centro del estator, donde el movimiento de la armadura será máximo, están localizados los imanes más robustos, y en los extremos de la barra están localizados imanes más débiles. Este dispositivo se puede utilizar también, por lo tanto, para adaptarse a las condiciones predominantes de las olas, así como para economizar en el coste de los imanes utilizados.

Numerosas variaciones de lo anterior serán evidentes para los técnicos en la materia.

Claims (10)

1. Aparato de conversión de energía de las olas en potencia eléctrica, que comprende:

al menos un generador lineal que tiene un estator (10) y una armadura (13), que puede ser accionada linealmente con relación al estator para generar energía eléctrica y al menos un flotador (14) articulado a la armadura y que, en uso, se sumerge en el mar para ser sometido a la acción de las olas para accionar la armadura, en el que el / los flotador(es), la armadura y la articulación constituyen de esta manera una masa accionada por las olas; caracterizado porque el peso de la masa accionada por las olas es substancialmente igual a la mitad del empuje ascendente proporcionado por el agua desplazada por el / los flotador(es) cuando se sumerge totalmente en el agua.

2. Aparato de acuerdo con la reivindicación 1, en el que la contribución al peso de la masa (W1) accionada por las olas del / los flotador(es) y la(s) articulación(es) es insignificante comparado con el de la armadura (W2).

3. Aparato de acuerdo con la reivindicación 1 ó 2, en el que el / los flotador(es) y la(s) articulación(es) contribuyen con una masa parásita efectiva insignificante a la masa accionada por las olas.

4. Aparato de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, en el que el área horizontal de cobertura (A1) ocupada por los generadores lineales no excede en ninguna extensión material el área horizontal ocupada por el / los flotador(es) (A2) ni cualquier espacio periférico que rodea el / los flotador(es) para el funcionamiento y movimiento efectivos de los mismos.

5. Aparato de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que el o cada flotador está equipado con una o más palas (17), perfiladas de forma adecuada, para incrementar la fuerza de las olas del mar sobre el flotador.

6. Aparato de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que con el fin de reducir al mínimo las fuerzas laterales ejercidas contra los lados del / los flotador(es) por el movimiento ondulado de las olas del mar, el perfil lateral del flotador está realizado de tal manera que reduce al mínimo dichas fuerzas laterales de las ondas que actúan sobre el mismo.

7. Aparato de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que el estator (23) del o de cada generador lineal se mantiene estacionario y substancialmente perpendicular al lecho del mar, y su armadura (20) está fijada directamente al flotador (21) para atravesar el estator de acuerdo con el movimiento de las olas que actúan sobre el flotador.

8. Aparato de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 6, en el que el estator del o de cada generador lineal está retenido en una jaula (19) por encima del nivel del mar, y se provoca que la armadura del generador se mueva con relación al mismo por medios de articulación con el flotador.

9. Aparato de acuerdo con la reivindicación 8, en el que la articulación (20a) al / los flotador (es) es una extensión directa de la armadura del generador.

10. Aparato de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que se utilizan medios de control (32) para regular la impedancia efectiva de la carga presentada al generador o generadores de acuerdo con la resistencia del movimiento predominante de las olas que actúan sobre el / los flotador(es), sirviendo la regulación para asegurar que la amortiguación electromagnética del movimiento del generador o generadores, a medida que generan electricidad, es siempre tal que se optimiza la generación de potencia.