PT1646785E - Processo de operação para uma instalação de conversão de energia das ondas com autoprotecção - Google Patents

Description

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DESCRIÇÃO "Processo de operação para uma instalação de conversão de energia das ondas com autoprotecção" 0 seguinte invento refere-se a instalações de conversão de energia das ondas, também conhecidas como campos de ondas ("wavefarms"), por poderem ser estabelecidas nos mares para captarem e converterem a energia das ondas do mar em electricidade.

Em EP 1106691 e EP 1196690 do mesmo requerente, são descritos meios para conversão da energia das ondas do mar em electricidade, pela utilização de absorvedores pontuais; ou, como os mesmos são normalmente mais conhecidos e aqui referidos, flutuadores. Os flutuadores, quando os mesmos ondulam para cima e para baixo com o movimento das ondas do mar a actuar nos mesmos, provocam o movimento relativo entre o(s) estator(es) e a(s) armadura(s) de um ou mais geradores lineares. A energia das ondas é assim convertida directamente em electricidade.

Em EP 1196690 (e também em W00106119) é descrito um campo de ondas que corresponde ao preâmbulo da reivindicação 1.

No primeiro dos dois pedidos acima mencionados, são descritos meios para salvaguardar um campo de ondas (que compreende um ou mais flutuadores, que accionam um ou mais geradores lineares) pela inversão do modo dos geradores lineares para se tornarem motores lineares. Os motores lineares são então utilizados para extraírem os flutuadores, no caso de condições ambientais severas ou de tempestade, para dentro de cavidades de protecção até que a tempestade passe. A energia eléctrica é evidentemente necessária para alimentar os (agora) motores lineares para este fim. Pode não ser possível, ou realmente desejável, retirar toda esta energia da rede de terra alimentada normalmente pelo campo de ondas, quando no modo de geração.

De acordo com o invento, um campo de ondas com autoprotecção inclui um certo número de conversores de 2

ΕΡ 1 646 785 /PT energia das ondas, compreendendo cada conversor, pelo menos, um flutuador e estando operativo para mover o ou cada um dos seus flutuadores, entre uma primeira posição de geração de electricidade, na qual o flutuador está mergulhado nas ondas do mar para accionar o conversor para conversão de energia mecânica em eléctrica, e uma segunda posição protegida, na qual o movimento do flutuador por meio das ondas do mar é reduzido ou eliminado; e uma disposição de controlo para efectuar a operação sequencial coordenada dos conversores para mover o(s) seu(s) respectivo(s) flutuador(es) entre as suas primeira e segunda posições, no caso de condições de mar severas, estando a disposição de controlo operativa, de tal modo que, enquanto o(s) flutuador (es) de, pelo menos, um conversor se mantém na posição de geração de electricidade, a energia eléctrica gerada por, pelo menos, um tal conversor é utilizada para alimentar o(s) outro(s) conversor(es) para mover o(s) seu(s) flutuador(es) para a(s) sua(s) segunda(s) posição(ões), e depois disso para, pelo menos, um conversor, para o qual nenhum outro conversor se manteve numa condição de geração para fornecer a energia necessária, a energia para mover o seu flutuador ou flutuadores para a sua segunda posição é fornecida por uma fonte de energia alternativa.

Na prática, a segunda posição, na qual os flutuadores são colocados para proteger os mesmos, no caso de condições ambientais severas, pode ser conseguida pela alteração da elevação dos flutuadores, tal como elevando os mesmos para dentro de cavidades de protecção, ou mergulhando os mesmos no mar.

Será apreciado que, embora as tempestades no mar possam aparecer muito rapidamente, as mesmas levam um certo tempo mensurável a alcançarem a sua intensidade máxima. 0 processo físico de protecção dos flutuadores pode ter lugar numa linha sequencial com base na linha, até que todos menos um ou dois conversores terem sido operados. A fonte alternativa de energia para elevar o último dos conversores pode ser uma unidade incorporada, tal como uma bateria de armazenamento ou um gerador eléctrico. Será apreciado que, a alimentação para esta operação, pode ter lugar, se assim 3

ΕΡ 1 646 785 /PT desejado, com auxílio de electricidade alimentada por uma linha de ligação a terra ou semelhante, se disponível.

Será apreciado que o conceito do invento aqui descrito é facilmente aplicável a campos de ondas, equipados com geradores lineares, como mencionado anteriormente. No caso de condições de tempestade, a energia eléctrica gerada pelos conversores ainda operativos é simplesmente fornecida aos outros conversores, que operam agora no modo de motor linear, para a extracção com sucesso ou o mergulho dos seus respectivos flutuadores. 0 invento será agora descrito com referência aos desenhos juntos nos quais: a Fig. 1 mostra um campo de ondas, equipado com uma multiplicidade de conversores de energia das ondas, a Fig. 2 mostra um aspecto da autoprotecção e da auto alimentação de energia do invento em operação, a Fig. 3 mostra todos os conversores extraídos do mar, e a Fig. 4 é um diagrama bloco mostrando a operação da unidade de controlo do campo de ondas.

Com referência à Fig. 1, está representado um campo de ondas em 10, que compreende uma estrutura tipo torre 11, para suporte de um número de conversores de energia de ondas 12. Cada um destes compreende um flutuador 13 mergulhado nas ondas 14 do mar e utilizado para activar a armadura 15 de um gerador linear em relação ao seu estator 16, quando provocado pelo movimento de ondulação das ondas sobre o flutuador.

Em operação normal, por outras palavras, em condições de mar aceitáveis, cada um dos vários conversores fornece energia a uma linha de ligação a terra 17, que liga o campo de ondas à terra mais próxima. A energia gerada por cada um é primeiro combinada numa unidade de meios de controlo 18.

Como é sabido, condições tempestuosas podem prevalecer ocasionalmente. Neste caso, pode ser necessário extrair os 4

ΕΡ 1 646 785 /PT flutuadores do mar (ou mergulhá-los) para evitar estragos nos mesmos e no gerador linear accionado pelos mesmos.

Referindo a Fig. 2, tal operação é efectuada pela utilização d a energia fornecida pelos conversores que ficaram no mar, 19 & 20 & 21 para retirar o 22, e assim por diante até que todos menos um ou dois fiquem. Isto é mostrado na Fig. 4. Os geradores que ficaram a trabalhar no mar, mostrados aqui esquematicamente por 19, fornecem normalmente energia para a linha de ligação a terra 25, e assim para terra, através da unidade de controlo 18, (comutador "a" na posição mais baixa). No caso de condições ambientais severas, o comutador "a" é desligado e o comutador "b" é activado (posição superior) para ligar a energia do gerador 19 (e dos geradores) ao gerador 22, que opera agora no modo de motor linear, de modo a efectuar a retirada do seu flutuador do mar, como mostrado. O processo repete-se sequencialmente até que todos menos os últimos poucos flutuadores tenham sido elevados. Finalmente, é operado o comutador "c" (posição mais baixa) para ligar os últimos conversores remanescentes aos flutuadores ainda no mar, à fonte de energia incorporada, indicada aqui e na Fig. 2 por 24. (Esta pode ser, por exemplo, uma bateria de armazenamento, previamente carregada pelos geradores operacionais, ou um gerador eléctrico). Esta fonte de energia fornece a energia para elevar o último dos flutuadores do mar. Os flutuadores mantêm-se extraídos do mar até que uma tal condição ambiental, como uma tempestade acabe, quando as posições normais de comutadores são repostas.

Um campo de ondas que mostra todos os flutuadores retirados é mostrado na Fig. 3.

Será apreciado que num campo de ondas, que tem vários milhares de conversores individuais, podem ser extraídos de uma só vez lotes de conversores, acelerando assim o processo. Tipicamente, pode levar menos de cinco segundos a efectuar a retirada de, digamos, um lote de cem conversores de um total de três mil, e assim o tempo de extracção total é apenas da ordem de cento e cinquenta segundos, ou menos do que três minutos, estando bem dentro do tempo necessário para que uma tempestade atinja a sua intensidade máxima. 5

ΕΡ 1 646 785 /PT 5 ΕΡ 1 646 785 /PT numerosas

Serão evidentes para os peritos na arte variações dentro do âmbito das reivindicações anexas

Lisboa,

Claims (6)

1. ΕΡ 1 646 785 /PT 1/2 REIVINDICAÇÕES 1 - Campo de ondas ("wavefarm" com autoprotecção que compreende: um certo número de conversores de energia de ondas (12), compreendendo cada conversor (12), pelo menos, um flutuador (13) e podendo ser operado para mover o ou cada seu flutuador, entre uma primeira posição, de geração de electricidade, posição na qual no flutuador está mergulhado nas ondas do mar, para accionar o conversor (12) para conversão de energia de mecânica em eléctrica e uma segunda posição protegida, na qual o movimento do flutuador (13) pelas ondas do mar é reduzido ou eliminado; caracterizados por compreender uma disposição de controlo (18, 24) para efectuar a operação sequencial coordenada dos conversores (12) , para moverem o(s) seu(s) respectivo(s) flutuador(es) (13) entre as suas primeira e segunda posições, no caso de condições ambientais de mar severas, estando a disposição de controlo (18, 24) operativa de tal modo que, enquanto o flutuador (es) (13) de, pelo menos, um conversor (12) se mantém na posição de geração de electricidade, a energia eléctrica gerada por, pelo menos, um tal conversor (19) é utilizada para alimentar em energia o(s) outro(s) conversor(es) (22), para mover o(s) seu(s) flutuador(es) para as suas segundas posições, e em seguida para, pelo menos, um conversor, para o qual nenhum conversor se manteria numa condição de geração para alimentação da energia necessária, a energia para mover o(s) seu(s) flutuador(es) para a sua segunda posição, é fornecida por uma fonte alternativa de energia (24) .
2. 2 - Campo de ondas de acordo com a reivindicação 1, em que a primeira e a segunda posições do flutuador estão a elevações diferentes.
3. 3 - Campo de ondas de acordo com a reivindicação 1 ou 2, em que a fonte de energia alternativa (24) é um armazenamento de energia previamente convertida pelos conversores de energia mecânica em eléctrica. ΕΡ 1 646 785 /PT 2/2
4. 4 - Campo de ondas de acordo com a reivindicação 1 ou 2, em que a fonte de energia alternativa é um gerador eléctrico.
5. 5 - Campo de ondas de acordo com a reivindicação 1, em que o aparelho de controlo (18, 24), é utilizado, em resposta a condições ambientais severas, para dirigir a energia gerada por um ou mais conversores ainda operativos no mar para alimentar a energia para extracção ou mergulho dos outros conversores.
6. 6 - Campo de ondas de acordo com as reivindicações 1 ou 2, em que os conversores de energia mecânica em eléctrica incluem geradores lineares (15, 16) e os quais numa utilização normal convertem a energia mecânica fornecida pelos flutuadores em energia eléctrica, mas os quais, no caso de condições ambientais severas, são utilizados em vez disso como motores lineares para extraírem para dentro de cavidades de protecção, ou mergulharem os absorvedores pontuais, numa quantidade suficiente para evitar estragos nos mesmos. Lisboa,