ES2592302T3

ES2592302T3 - Central eléctrica

Info

Publication number: ES2592302T3
Application number: ES12840979.4T
Authority: ES
Inventors: Absalon Absalonsen
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2011-10-19
Filing date: 2012-10-13
Publication date: 2016-11-29
Anticipated expiration: 2032-10-13
Also published as: PT2788615T; EP2788615A4; WO2013056711A1; EP2788615A1; EP2788615B1; DK2788615T3

Abstract

Una central eléctrica (19) instalable en un puente en mar abierto, puente que es soportado por una pluralidad de pilares (10), comprendiendo cada uno de la pluralidad de pilares (10) un elemento (20) flotante que acciona una bomba (30, 32, 34) de presión por pistón, comprendiendo la bomba (30, 32, 34) de presión por pistón un cilindro (32) vertical, comprendiendo el cilindro (32) vertical un pistón (34) superior y un pistón situado más abajo que define un fondo (30) ajustable del cilindro (32) vertical, estando montada en el fondo (30) ajustable del cilindro (32) vertical una válvula (21) antirretorno para el aire entrante y una válvula (22) antirretorno para el aire saliente, entre la válvula (22) antirretorno para el aire saliente y un tubo de aire comprimido que conduce hasta un receptor (16) de aire, está montado un tubo (39) de aire comprimido con la longitud necesaria para proporcionar al fondo (30) ajustable del cilindro (32) vertical la necesaria libertad para su desplazamiento arriba y abajo, caracterizada porque la posición del fondo (30) está regulada por un sistema (36) hidráulico que está controlado por un sensor (38) flotante que flota en el mar (31).

Description

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DESCRIPCION

Central electrica Campo de la invencion

La presente invencion se refiere a una central electrica instalable sobre un puente en mar abierta, puente soportado por una pluralidad de puntales.

En la tecnica es sabido que existe un gran potencial de energfa verde, por ejemplo en forma de energfa undimotriz marina. El objeto de la invencion es explotar la energfa undimotriz marina.

Por ejemplo, en la industria de instalaciones fueracosta, es sabido de centrales electricas instaladas en mar abierta que pueden soportar severas condiciones atmosfericas durante varios anos.

Producir energfa electrica por medio de turbinas de gas o vapor constituye una solucion tecnica conocida y eficiente.

A partir del documento WO00/05501 se conoce un sistema para la explotacion de la energfa undimotriz, en el que el sistema consiste en un receptor de las olas montado dentro de un canal o de un alojamiento de olas. Siempre que el receptor de las olas sea golpeado por una ola sera empujado hacia dentro y, a su vez, forzara un piston hacia el interior de una carcasa de cilindro. Cuando el aire por dentro de la carcasa del cilindro alcanza una presion predeterminada, una valvula principal se abrira y liberara cierta cantidad de aire a una presion predeterminada. El canal / alojamiento de olas presenta una inclinacion en relacion con el plano horizontal, suficiente para que el receptor de olas pueda retornar a su posicion inicial por medio de la gravedad cuando la ola este retrocediendo. El sistema puede incluir otra carcasa de cilindro para ajustar la distancia entre el piston y la pared trasera de la primera carcasa de cilindro. Como alternativa, o ademas de la otra carcasa de cilindro, puede haber una o mas terceras carcasas s de cilindro montadas entre el receptor de olas y el piston, para que la distancia entre el receptor de olas y el piston pueda ser ajustada. Las terceras carcasas de cilindro estan dispuestas para asegurar el ajuste del sistema a diferentes alturas de las olas y / o a diferentes niveles del agua.

Los documentos US 2005/0169774 A1 y US 2008/0260548 A1 muestran otros ejemplos de dispositivos similares.

La central electrica de acuerdo con la invencion es accionada por la energfa undimotriz, y los pilares cilmdricos de la plataforma comprenden una parte del equipamiento tecnico de las centrales electricas, en el sentido de que dentro de cada uno de los pilares esta dispuesto un elemento flotante, que acciona una bomba de aire comprimido. Las bombas esta situadas sobre el puente de la plataforma, donde el aire es bombeado al interior de un receptor de aire a partir de las bombas. Desde el receptor de aire el aire es dirigido por medio de una valvula de regulacion de la presion hacia los generadores de aire comprimido de la central electrica.

La bomba de acuerdo con la invencion, bomba que esta situada sobre el puente de la plataforma, es un dispositivo especial, dado que la bomba comprende un cilindro vertical con dos pistones, en el que el piston superior actua como un piston de bomba normal (en lo sucesivo llamado piston de la bomba), mientras que el piston situado mas abajo esta disenado como un fondo ajustable de cilindro, cuando -por medio de un sistema hidraulico automatico - puede ser subido o bajado para mantener en cualquier momento un volumen optimo del cilindro vertical para asegurar que la bomba siempre ofrezca una eficiencia optima bajo las circunstancias dadas como por ejemplo, marea baja o una diversidad de alturas de las olas del mar.

Con un fondo "normal" fijo - y conocido en la tecnica - del cilindro, la compresion del aire y la eficiencia del cilindro dependen en gran medida de la marea alta o de la marea baja o de las diversas alturas de las olas del mar.

De acuerdo con la invencion, en el fondo ajustable del cilindro esta montada una valvula de entrada y salida antirretorno. Entre la valvula antirretorno de salida y un tubo de aire comprimido, que conduce hasta un receptor de aire, esta montado un tubo de aire comprimido con la necesaria longitud para proporcionar al fondo ajustable del cilindro la necesaria libertad de movimiento arriba y abajo.

Aspectos de la invencion resultaran evidentes a partir de, y seran elucidados con referencia a, las formas de realizacion descritas a continuacion en la presente memoria.

Breve descripcion de los dibujos

La presente invencion se describe de manera mas completa y con mayor detalle con referencia a los dibujos que se acompanan, en los que:

La Fig. 1 es una central electrica instalada en mar abierta.

La Fig. 2 ilustra una vista de la bomba de acuerdo con la invencion.

La Fig. 3 ilustra una vista de la bomba de acuerdo con la invencion con un sensor y una regulacion hidraulica de un fondo ajustable del cilindro de la bomba.

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Descripcion detallada

A continuacion se describira con mayor detalle la presente invencion con referencia a las Figs. 1 - 3. A lo largo de la descripcion subsecuente y de los dibujos, componentes o elementos identicos presentes en las diferentes figuras de los dibujos se designan con las mismas referencias numerales

La Fig. 1 es una central electrica instalada en mar abierta. La central electrica 19 es soportada por una pluralidad de cilindros / puntales 10 que son parte de la construccion de la central electrica. Los cilindros / puntales 10 soportan y acarrean el puente de la plataforma, y son al mismo tiempo el alojamiento de una disposicion de bombeo de la presente invencion.

Es un requisito una profundidad del mar de un mmimo de 20 metros, y debe existir la posibilidad de dirigir una gran cantidad de energfa hacia tierra o bien como un cable electrico de alta tension hacia la costa sobre el fondo del mar o bien como un cable electrico de alta tension dirigida a traves del aire.

Cada una de las bombas de la central puede ser analizada como sigue: un gran cilindro, vease la fig. 3, referencia numeral 32, esta situado verticalmente sobre el fondo del mar 35, y el borde superior del gran cilindro se encontrara a un nivel que las olas del mar que alcanzaran en ninguna circunstancia. El area en seccion transversal del cilindro es, de 10 m2

Por debajo y por encima de la superficie del mar los lados del cilindro 32 estan provistos de una pluralidad necesaria de aberturas para hacer posible que el aire y el agua libremente pasen hacia dentro y fuera del cilindro 32.

Dentro del cilindro 11 fijo y colocado verticalmente, esta situado un elemento 20 flotante que comprende un cilindro casi con el mismo diametro que el del cilindro fijo, esto es, el elemento 20 flotante presenta un area en seccion transversal proxima a los 10 m2.

El elemento 20 flotante debe tener un peso mmimo de 20.000 kg y una altura de aproximadamente 5 metros, esto es el volumen del elemento 20 flotante es, en una forma de realizacion ejemplar de la invencion, de aproximadamente 50 m3. El elemento 20 flotante debe poder desplazarse libremente arriba y abajo por dentro del cilindro 11 vertical.

Sobre el puente de la plataforma por encima de cada uno de los cilindros 11 verticales, que constituyen los pilares 10 de la plataforma esta instalada una bomba de presion de piston que comprende un cilindro 32 vertical. El cilindro 32 esta provisto de dos pistones, un piston 34 superior, y en el que el piston situado mas abajo constituye un fondo ajustable, veanse las figs. 1 y 3, referencia numeral 30 del cilindro, referencia numeral 32.

El piston de la bomba del elemento 20 flotante es accionado por la siguiente solucion tecnica: sobre la parte del elemento 20 flotante esta montado un fuerte Marco en A 14 que se configura como una pluma de grrna 15 vertical enorme de dos pilares, la cual incluso en la marea mas baja y con el elemento 20 flotante en el valle mas profundo de una ola marina debe quedar situado sustancialmente en posicion mas elevada sobre el borde superior del cilindro de bombeo (vease en la Fig. 3 la referencia numeral 32). Los dos pilares del marco en A 14 (pluma de grua) estan situados en relacion diametral entre sf con una suficiente distancia entre los dos pilares para hacer posible que los dos pilares puedan desplazarse arriba y abajo por fuera del lado exterior del cilindro de bombeo, vease en la Fig. 3 la referencia numeral 32. El vastago de conexion del piston de bombeo esta montado sobre el brazo 15 transversal del Marco en A 14. Esto tiene el efecto de que el piston 34 de la bomba siga los desplazamientos ascendentes y descendentes del elemento 20 flotante. El miembro ajustable, vease la fig. 3, referencia numeral 30, del cilindro, puede ser desplazado arriba y abajo, requiriendose este desplazamiento para mantener el necesario volumen del cilindro 32 y de esta forma la comprension necesaria del aire como consecuencia de la marea alta o baja asf como de las variables alturas de las olas.

Con la regulacion hidraulica, vease la fig. 3, referencia numeral 36, del fondo 30 del cilindro se alcanzara la maxima capacidad de la bomba y, asf mismo, con la ayuda de medida de proteccion automatica integrada puede ser posible hacer bajar el fondo 30 del cilindro para evitar que el piston 34 superior y el fondo 30 del cilindro entren en contacto mutuo.

En el fondo del cilindro estan montados, vease la fig. 2, referencias numerales 21 y 22, dos valvulas antirretorno una valvula 21 antirretorno para la entrada de aire y la otra valvula 22 antirretorno para la salida de aire.

El control del sistema hidraulico, que regula el fondo ajustable, vease la fig. 3, referencia numeral 30, del cilindro, es automatizado y controlado por un sensor flotante, vease la fig. 3, referencia numeral 38, sensor que esta situado dentro de un tubo vertical, que esta abierto por sus dos extremos, y en el que el extremo inferior esta situado completamente por debajo del nivel del mar. Vease las figs. 1 y 3, referencia numeral 31. El sistema esta programado para ajustar la posicion del fondo ajustable, vease la fig. 3 referencia numeral 30, del cilindro 32 en caso de necesidad y dentro de una tolerancia dada.

Aparte del sistema de ajuste automatico existe una medida de precaucion bajo la forma de una valvula de seguridad del sistema hidraulico. La valvula se abre automaticamente y el fondo ajustable, vease la fig. 3, referencia numeral 30, del cilindro es bajado si la distancia entre el piston y el fondo ajustable del cilindro alcanza una distancia minima

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cntica. La valvula 22 antirrretorno de salida dispuesta en el fondo ajustable, vease la fig. 3, referencia numeral 30, del cilindro 32 esta conectada a un tubo 39 de aire comprimido, tubo que esta conectado a un tubo de aire comprimido, que conduce a un receptor de aire, vease la fig. 1, referencia numeral 16, de la central electrica 19. A partir del receptor de aire, vease la fig. 1, la referencia numeral 16, el aire es conducido a traves de una valvula, de regulacion de aire / valvula de reduccion de aire, vease la fig. 1, referencia numeral 17, hasta la central electrica, vease la fig. 1, referencia numeral 19, donde una o mas turbinas de aire a presion accionan unos generadores electricos.

La valvula de regulacion de aire / valvula de reduccion de aire, vease la fig. 1, referencia numeral 17, asegura que las una o mas turbinas de aire a presion es / son operada/s con una presion de aire estable y, por tanto, produciran una corriente alterna con una tension estable.

El receptor de aire, vease la fig. 1, referencia numeral 16, esta provista de una valvula de seguridad, valvula de seguridad que se abre si la presion de aire - de la valvula de seguridad - es superior a la presion de aire prefijada de la valvula de regulacion de aire de la fig. 1, referencia numeral 17.

En el curso de condiciones atmosfericas con grandes olas marinas resulta ser el caso de que se bombeara mas aire presurizado dentro del tanque (receptor de aire) del que las turbinas de aire a presion pueden admitir y utilizar y, por tanto, la valvula de seguridad se abrira, pero en lugar de dejar el aire presurizado bombeado fuera del sistema, el aire puede ser almacenado en un receptor de aire adicional, a partir del cual pueda ser utilizado en las turbinas de aire a presion.

Por lo que respecta a la construccion del sistema se necesita calcular con una plataforma, que sea soportada y acarreada por mas pilares, vease la fig. 1, referencia numeral 10, pilares que se soportan mutuamente para poder ofrecer resistencia - en el curso de condiciones atmosfericas extremas - a la presion de direccion lateral procedente de la tormenta o de las olas del mar sobre la plataforma. Dado que cada pilar, vease la fig. 1, referencia numeral 10, de acuerdo con la invencion esta provisto del elemento 20 flotante y del cilindro de bombeo, vease la fig. 3, referencia numeral 32, etc. es evidente que la capacidad de produccion de la central electrica 19 se incrementa cuando se aplican mas pilares 10 con un correspondiente elemento 20 flotante y con el cilindro de bombeo

Cuando una parte superior de una ola marina ha pasado sobre los pilares de la plataforma y la superficie del mar se hunda, y el elemento 20 flotante dentro del pilar 10 de forma cilindrica con ello se desplace hacia abajo, el mismo desplazamiento hacia abajo se efectuara por debajo del piston, vease la referencia 54 en las figuras 1 y 3 de la bomba. Por consiguiente la presion del aire dentro del cilindro vertical de las bombas, vease la fig. 3, referencia numeral 32, aumentara y el piston obstaculizara todo desplazamiento hacia abajo del elemento 20 flotante, por medio de lo cual mas del volumen del elemento 20 flotante se situara por encima del nivel del mar, veanse las figs. 1 y 3, referencia numeral 31. Cada vez que un 1 m3 del volumen del elemento 20 flotante se situe por encima del nivel, la presion sobre el piston, vease la referencia numeral 34 en la figura 3, se incrementa en una tonelada.

Por ejemplo, si el area del piston es de 1000 cm2 y la altura de la ola del mar es de 2 metros existira una presion como punto de partida de 200 litros de aire comprimido dentro del receptor de aire, vease la fig. 1, referencia numeral 16, de la central electrica cada vez que el piston se desplaza hacia abajo. A una altura de olas marinas de 2 metros, se espera contar con unos periodos de olas de 6 segundos, que suponen 10 carreas de bombeo del piston cada minuto.

Tan pronto como una depresion de las olas haya pasado la plataforma, el elemento 20 flotante es elevado y la valvula antirretorno para el aire saliente en el fondo del cilindro se cerrara, y el cilindro 32 sera vuelto a llenar de aire por medio de la valvula antirretorno para la valvula entrante y hacia la carrera de direccion hacia fuera del piston 34. De esta manera la presion de aire en el receptor de aire gradualmente aumenta. En el punto en que la presion de aire ha alcanzado 10 barias la presion sobre el piston 34 tiene que ser de 10 toneladas para abrir la valvula antirretorno para la valvula de salida, esto es mas de 10 m3 del elemento 20 flotante deben ser situados sobre el nivel del mar 31 en comparacion con la posicion de partida, lo que significa que la altura de la ola marina debe ser de al menos 1 metro con el fin de que la bomba de dicha dimension comience a operar, cuando esta establecido como requisito previo que exista una presion de 10 barias en el receptor de aire.

Debe destacarse que una altura de una ola marina por debajo de 1 metro es bastante insolita en mar abierta. Una altura de ola marina normal se considera dentro de la cantidad de 2 y 3 metros, una altura de ola marina sobre 10 metros y mas es una condicion atmosferica extrema.

El cilindro vertical de la bomba es solicitado para que ostente una altura y posicion considerables sobre el nivel del mar 31 para tener en cuenta el nivel del mar por lo que respecta a la marea alta o a la marea baja sobre una posicion local y por lo que respecta a una altura variable de la ola marina.

Un fondo fijo de un cilindro, contrario al de la invencion, producira en marea alta un espacio entre el fondo del cilindro y del piston, espacio que es varios metros superior al espacio en marea baja y, de esta manera, supone una menor capacidad de dicha bomba. Con el fin de poder conseguir la misma compresion de aire de la bomba en marea alta y marea baja se requiere un fondo ajustable del cilindro de la bomba de acuerdo con la invencion. El fondo ajustable del cilindro de la bomba es tambien una necesidad dado que en un momento hay una altura de la ola

de por ejemplo 2 metros y en otro momento la altura de la ola sera por ejemplo de 5 metros. Dado que resultara ser el caso de olas no normales cuando la plataforma este situada en el mar, se requiere configurar una medida de precaucion que obstaculice que el piston de la bomba golpee el fondo del cilindro.

El experto en la materia advierte que la presente invencion de ningun modo esta limitada a las formas de realizacion 5 anteriormente descritas. Por el contrario son posibles muchas modificaciones y variaciones dentro del alcance de las reivindicaciones adjuntas.

La invencion puede ponerse en practica y se cree que la central electrica de la invencion funcionara cuando se efectue esta realizacion. Puede resultar ser el caso de que unos calculos exhaustivos y cualificados deban llevarse a cabo, y posiblemente deban llevarse a cabo y someterse a prueba determinados modelos en una darsena de 10 pruebas o en un muelle de pruebas para encontrar cuanta energfa y electricidad, pueden ser producidas en relacion con los precios y costes de la central electrica. La idea de la invencion podna perfectamente constituir una cuestion o tema interesante de investigacion y desarrollo, y probablemente se encuentren disponibles muchas opciones para el soporte financiero en relacion con la investigacion y el desarrollo del suministro de energfas alternativas.

Las fuentes de energfa "verdes" sostenibles - sin la emision de CO2 - constituye un gran desiratum internacional en 15 el momento actual. Muchos gobiernos invierten grandes sumas de dinero en la investigacion y desarrollo de fuentes de energfa alternativas.

Se cree que la presente invencion resulta atractiva e interesante y que existen buenas posibilidades para financiar la investigacion y desarrollo de las posibilidades a las que se abre la presente invencion.

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Claims

REIVINDICACIONES

1. - Una central electrica (19) instalable en un puente en mar abierto, puente que es soportado por una pluralidad de pilares (10), comprendiendo cada uno de la pluralidad de pilares (10) un elemento (20) flotante que acciona una bomba (30, 32, 34) de presion por piston, comprendiendo la bomba (30, 32, 34) de presion por piston un cilindro (32)

5 vertical, comprendiendo el cilindro (32) vertical un piston (34) superior y un piston situado mas abajo que define un fondo (30) ajustable del cilindro (32) vertical, estando montada en el fondo (30) ajustable del cilindro (32) vertical una valvula (21) antirretorno para el aire entrante y una valvula (22) antirretorno para el aire saliente, entre la valvula (22) antirretorno para el aire saliente y un tubo de aire comprimido que conduce hasta un receptor (16) de aire, esta montado un tubo (39) de aire comprimido con la longitud necesaria para proporcionar al fondo (30) ajustable del 10 cilindro (32) vertical la necesaria libertad para su desplazamiento arriba y abajo, caracterizada porque la posicion del fondo (30) esta regulada por un sistema (36) hidraulico que esta controlado por un sensor (38) flotante que flota en el mar (31).
2. - Una central electrica de acuerdo con la reivindicacion 1, caracterizada porque el sistema (36) hidraulico incluye una valvula de seguridad para bajar el fondo (30) cuando la distancia hasta el piston (34) superior alcanza una

15 distancia minima.