ES2226522B1 - Sistema rotativo flotante, especialmente diseñado para uso en instalaciones de generacion electrica en medio hidraulico terrestre y marino. - Google Patents

Abstract

Sistema rotativo flotante, especialmente diseñado para uso en instalaciones de generación eléctrica en medio hidráulico terrestre y marino, caracterizado porque la potencia desarrollada por el sistema se capta en la periferia de la parte rotativa y flotante (1) mediante cuchillas giratorias autoamortiguantes o fijas con posibilidad de ser partidas (2) y que envía la potencia captada por medio de bombas de transporte fluido (9) ó por cualquier otro medio hasta el motor (15), que a su vez acciona un sistema de generación eléctrica (16) posibilitando la alimentación de redes de distribución eléctrica, sistemas de almacenamiento u otras demandas energéticas con energía continua o alterna, con flotabilidad controlada mediante el mecanismo (11), autoadaptable a las condiciones del entorno y de seguridad intrínseca de hundimiento y rigidización mediante los rodamientos (12), (13) y (14), y que puede estar unida al fuste (4) a través del soporte (3), amarrado con palancas rígidas o telescópicas (7)a la lámina (6), unida a la cimentación (8) ó a otro enclavamiento con soporte (10), y que puede disponer de una protección apantallada (5).

Description

Sistema Rotativo Flotante, especialmente para uso en instalaciones de generación eléctrica en medio hidráulico terrestre y marino.

Objeto de la invención

La presente memoria descriptiva se refiere a una solicitud de patente de invención relativa a un sistema de generación eléctrica consistente en un Sistema Rotativo Flotante, especialmente para uso en instalaciones de generación eléctrica en medio hidráulico terrestre y marino.

Campo de invención

Esta invención tiene su aplicación dentro del campo de la generación de energía eléctrica en medio hidráulico terrestre y marino.

Antecedentes de la invención

El aprovechamiento de la energía contenida en fluidos en movimiento ha tenido hasta ahora un irregular desarrollo de forma que:

a) Energía de las corrientes fluviales

Se aprovechan mediante turbinación, estando este tipo de sistemas altamente desarrollados. En ellos se aprovecha el caudal y el salto siendo necesario para ello embalsar o entubar el agua antes de que esta ceda la energía a través de las turbinas, siendo precisas normalmente grandes inversiones en infraestructura civil. Los aspectos medioambientales son muy importantes debido a las grandes infraestructuras de embalse o de canalización lo que condiciona la existencia de cauces ecológicos y de escalas de peces para intentar evitar en parte los efectos negativos en el ámbito de medioambiente.

b) Energía en mares, rías, estanques y bahías

El aprovechamiento de la energía existente en el mar o por efecto del mar ha sido utilizado desde tiempos antiguos. Las primeras realizaciones datan del siglo XI en el Reino Unido mediante los denominados molinos de marea, realizaciones que también han sido utilizadas en nuestro país en algunos ríos de Galícia.

b.1) Energía de las mareas

Empleando la tecnología utilizada para las centrales hidroeléctricas de pequeño salto ha sido posible aprovechar la economía de escala aplicada a la energía de las mareas, de forma que en el año 1966 se construyó la central de La Rance en la Bretaña francesa, siendo aún hoy esta central mareomotriz la mayor del mundo.

El esquema más utilizado es el de embalse único y se realizan los siguientes tipos de operación:

- Generación durante el reflujo por turbinación.

- Generación durante el flujo por turbinación.

- Generación bidireccional por turbinación y con un factor de utilización mayor

- Utilización del bombeo con un incremento del nivel de generación incrementándose la flexibilidad de la operación. Implica un mayor coste.

Medioambientalmente es más aceptable limitar la generación a la fase de reflujo.

Se utilizan normalmente turbinas tubulares, tipo bulbo, con regulación mediante orientación de los álabes, pudiendo funcionar como bomba.

Para este tipo de utilizaciones es necesario analizar la longitud del dique necesario, la superficie embalsada, el nivel mínimo de agua y la carrera de la marea.

Las inversiones son tan importantes que la viabilidad económica se alcanza con una carrera superior a 5 m, siendo que, en España, los valores mayores se corresponden con 4 m.

Criterios positivos:

- Protección frente a mareas extraordinarias.

- Tecnologías desarrolladas y comerciales.

- Bajo coste de operación y mantenimiento.

Criterios negativos:

- Alto coste en infraestructuras civiles.

- Factor de carga bajo.

- Fuerte alteración de régimen hidrodinámico.

- Menor dispersión de efluentes.

- Influencia en el transporte de sedimentos.

- Reducción de la marea viva.

b.2) Energía de las corrientes marinas

Las corrientes marinas son desplazamientos horizontales de inmensas masas de agua que recorren la superficie de los mares en ambos hemisferios. Las trayectorias son constantes y solo han sido utilizadas para la navegación.

El conocimiento de su amplitud, sentido y velocidad resulta necesario para su utilización. Hasta ahora el hombre no ha sabido utilizar el enorme potencial de energía cinética contenida en las corrientes marinas.

Su origen está ligado, entre otras causas, a las diferencias de temperatura o de salinidad, añadiéndoles la influencia de las mareas y su efecto se amplifica cuando las masas de agua atraviesan zonas estrechas limitadas por terrenos elevados.

Los sistemas de captación propuestos hasta ahora son los siguientes:

- Turbinas de flujo axial, similares a las empleadas para la energía eólica que pueden estar fijadas al fondo del mar o colgadas de flotadores, situándose el rotor lo más cercano posible a la superficie del mar para conseguir una mayor velocidad.

- Centrales mareomotrices submarinas superpuestas.

Las velocidades previstas se sitúan entre 2 y 3 m/s. La experiencia adquirida se resume en lo siguiente:

Antes de 1990:

Turbina para corriente fluvial de 3 m de diámetro en el río Nilo (Egipto).

Modelo de 1,5 m de diámetro, tipo Darrieus, situada en lecho marino en el estrecho de Kurashima (Japón). Varios estudios en Reino Unido, Canadá y Japón.

Después de 1990:

Rotor de 3,5 m de diámetro, de flujo axial suspendido de portón flotante (1994) en Loch Linnhe (Escocia) para una velocidad de 2,25 m/s.

Evidentemente los resultados energéticos dependen de la velocidad del agua y la rentabilidad depende del coste de las infraestructuras necesarias y de la distancia al punto de evacuación de la energía eléctrica producida, distancias que normalmente serán muy largas, obligando probablemente al desarrollo de redes que transporten energía continua de alta tensión (CCAT).

Criterios positivos:

- Factores de carga situados entre el 40% y el 55%.

Criterios negativos:

- Rotores de poco diámetro para poder captar las velocidades de superficie.

- Gran diferencia de velocidades entre la superficie del fluido y el recorrido más bajo de las palas.

- Necesidad de creación de parques para grandes potencias.

- Mucha afectación a las actividades de pesca y navegación.

- Con amarres flotantes: gran desestabilización debida a frecuencias variables de las ondas de choque de las olas en las superestructuras.

b.3) Energía de las ondas y olas

La energía de las ondas y olas es producida fundamentalmente por los vientos resultando muy irregular.

Las ondas marinas se forman en puntos determinados del planeta, normalmente coincidiendo con zonas ciclónicas y desde allí se propagan radialmente. Las olas se pueden formar en cualquier zona del mar por la acción del viento. Una mayor velocidad del viento influye en la formación de una mayor altura de ola y en un mayor desplazamiento de las mismas por la superficie del mar, arrastrando en su movimiento grandes masas de agua, lo que supone un alto potencial en energía cinética. La velocidad horizontal es considerable y cuando chocan con algún obstáculo se produce una gran disipación de energía.

En el mar profundo las partículas que configuran una onda o una ola describen trayectorias cilíndricas, pero cuando la profundidad disminuye, las trayectorias se convierten en elípticas, siendo más importante la componente horizontal que la vertical, ya que ésta última disminuye rápidamente por rozamiento.

Las importantes variaciones de energía cinética que transporta cada onda u ola dependen fundamentalmente de la altura de ésta y la frecuencia y, en mayor o menor grado del tipo de mar en el que se ubique el mecanismo (aguas profundas o aguas someras).

Se han planteado hasta ahora distintos desarrollos tecnológicos que aprovechen la energía de las olas, siendo ésta tan variable que condiciona una gran dispersión de condiciones de cálculo. El resultado de ello es que hasta ahora ninguno de estos mecanismos ha ofrecido resultados prácticos y muchos de ellos han sido destruidos al superarse las condiciones de cálculo. En general pocos prototipos se han ensayado en el mar a escala natural por lo que falta mucha experiencia operativa.

En el ámbito europeo, la estimación del recurso puede situarse en los niveles siguientes:

Línea costera de NW de Europa = 75%

Costas del mar del Norte = 1,5%

Línea costera del Mediterráneo = 23,5%

A través del programa Joule se pretende elaborar el Atlas Europeo de la Energía del oleaje (Proyecto Weratlas) con datos para toda la línea costera a una profundidad de 20 m. Un segundo nivel consistirá en calcular el recurso en profundidades menores y en lugares previamente definidos.

Cuanto mayor sea la distancia a la costa la densidad de potencia es mayor, pero los riesgos también, además que aumentan los costes del transporte de energía.

Los sistemas considerados hasta ahora se pueden clasificar en los siguientes:

1) Sistemas anclados en la plataforma continental.

2) Sistemas flotantes, instalados en el mar, anclados en obra muerta sumergida.

Otra clasificación podría ser la siguiente:

- Sistemas de columna de agua oscilante (OWC), que trabajan mediante la compresión del aire contenido en una cámara al que se le hace pasar por una turbina que puede ser bidireccional, tipo wells.

- Sistemas de bombeo por estiramiento y recuperación de un cuerpo alargado, de caucho o similar, a través de un flotador.

- Sistemas flotantes de captación energética a través de elementos deformables por el oleaje o por medio del sistema de levas.

Los proyectos más destacados en el mundo son los siguientes:

Con sistemas de columna de agua oscilante (OWC):

- Planta japonesa en Sakata de 60 KW.

- Planta noruega destruida por un fuerte temporal y que había funcionado algunos años.

- Planta de Vizhinjan (India) de 150 KW que tiene un buen funcionamiento. Se prevé la fabricación de más unidades.

- Estructura flotante desarrollada en Japón (Mighty Whale) con el mismo principio y una potencia de 50 KW.

En Europa, a través del proyecto Joule se han previsto varias plantas de este tipo, a saber:

- Proyecto Islay (Reino Unido), que incorpora un sistema modular.

- Proyecto de 500 KW situado en la isla de Pico, en las Azores, con cámara de hormigón y situada en la costa.

- Proyecto de cuatro turbinas, tipo Well, de 500 KW cada una, de construcción metálica, situada en tierra, en Dounreay, Escocia.

Otro sistema, denominado "Canal de paso"

\hbox{(Tapchan),}

distinto a los anteriores y que ha funcionado durante 6 años, permite convertir la energía de las olas en energía potencial aportando un salto de 3 m al verter el agua del mar, recogida a través de un canal de 170 m y ensanchado en el extremo del mar, en un embalse, situando esos tres metros por encima del nivel del mar. La potencia es de 350 KW.

En España se propuso el denominado Resonador Hidroneumático Fijo Colector (RHFC), tratándose de un rompeolas hidroneumático con flujos de aire en conductos de alta y baja presión a través de válvulas de retención.

También en España, Unión FENOSA desarrolló un sistema de columna oscilante que se diferencia de los anteriores en que el elemento oscilante es una boya situada dentro de la cámara.

De todo ello se desprende un estado de desarrollo incipiente y a nivel de predemostración.

Criterios positivos:

- Factor de carga del 35% al 40%.

- Se consiguen ahorros importantes de obra civil aprovechando las obras de diques de abrigo realizados en defensa del oleaje.

- No son necesarias grandes obras y los tiempos de construcción son relativamente cortos.

Criterios negativos:

- Costes de energía producida relativamente altos en instalaciones costeras y más altos en las instalaciones situadas a distancia de la costa.

- El propio oleaje dificulta las construcciones.

Las previsiones europeas hasta el año 2010 suponen la posibilidad de construcción de 100 "canales de paso" y de 500 sistemas de "columna de agua oscilante".

Como resumen puede señalarse que entre las tecnologías propuestas la única que ha alcanzado un suficiente nivel de desarrollo es la correspondiente a las mareas que, sin embargo, tiene limitado su desarrollo debido a la escasez y situación remota de los emplazamientos aprovechables, además de los importantes problemas medioambientales que condiciona.

La energía de las corrientes es aún incipiente y son precisos todavía grandes esfuerzos en I + D. El modelo propuesto para el aprovechamiento mediante centrales mareomotrices submarinas superpuestas tiene los mismos problemas que las centrales mareomotrices convencionales.

Las tecnologías de captación de la energía del oleaje parece que están más desarrollados que el de las corrientes marinas aún cuando les falta un largo camino en I+D+D hasta que alcancen la madurez comercial.

Los principales problemas por resolver son los siguientes:

- Supervivencia de los sistemas por problemas de sobrecargas.

- Control de los convertidores para reducir los problemas que se derivan del carácter pulsante de la potencia generada.

- Estudio de materiales apropiados al uso en aguas salinas y de larga vida útil

- Transporte a largas distancias de la energía generada en lugares remotos

- Problemas de transporte, montaje y mantenimiento en zonas remotas alejadas de la costa.

- Problemas de fondeo.

- Afectación al medio marino, a la industria pesquera y a la navegación en general.

Descripción de la invención

La instalación de generación consiste en un mecanismo rotativo y flotante (1), la rotación de este sistema es producida por la velocidad horizontal del medio hidráulico (ríos, canalizaciones, mareas, ondas y olas marinas), al actuar sobre las cuchillas captadoras instaladas en su periferia, que pueden ser giratorias o fijas y estar forradas de caucho o teflón (2) para evitar ruidos. estando partidas a lo largo del cilindro para una mejor adaptación a las diversas velocidades de paso del medio fluido

Para mantener la posición del Sistema Rotativo Flotante, este se sujeta a un Soporte articulado y con posibilidad de ser telescópico (3) que a su vez se fija, también articulado, a un fuste o torre(s) rígida(s) o telescópica(s) (4), sujeta(s) al fondo del lecho hidráulico (terrestre o marino) a través de una placa o caja soporte, cimentación o encastramiento (8).

El efecto nocivo del viento o del propio fluido sobre el Sistema Rotativo Flotante (1) se resuelve mediante la pantalla (5), fijada rígidamente al soporte articulado (3).

El fluido afectado de su velocidad de origen pasa entre el Sistema Rotativo Flotante (1) y una lámina de paso articulada (6), incrementándose la velocidad horizontal del fluido por efecto de un estrechamiento de la propia lámina de paso articulada (6) que a su vez está anclada de forma articulada al soporte articulado (3) a través del brazo articulado y con posibilidad de telescópico (7) y a la placa soporte, cimentación o anclaje (8), a través de los anclajes (10).

Las variaciones de altura de la lámina fluida respecto al lecho natural supondrá que el Sistema Rotativo Flotante (1) se adapte instantáneamente y sin necesidad de control a la nueva situación debido a su alto nivel de flotabilidad, girando a través del soporte (12) y arrastrando con él a la lámina de paso articulada (6) a través del brazo articulado y con posibilidad de ser telescópico (7) y mediante giro en el soporte (10).

Las irregularidades de posición entre los extremos del Sistema Rotativo Flotante serán compensadas a través del rodamiento (13) y las variaciones de dirección de la velocidad horizontal serán compensadas a través del rodamiento (14).

La potencia comunicada por el fluido a través de las cuchillas captadoras (2) se transmite al eje del Sistema Rotativo Flotante que se conecta en ambos extremos o en uno solo a sendos sistemas hidráulicos o neumáticos (9) que a su vez, de forma conjunta o individualmente, mediante sistema cerrado o abierto y a través de conducciones de alta presión trasmiten la potencia a otro grupo hidráulico o neumático receptor (15) que comunicará la potencia recibida, a través de otros sistemas convencionales, a un generador síncrono o asíncrono (16) generándose energía eléctrica que después de ser controlada y medida se podría verter a una red eléctrica de distribución general o a cualquier tipo de utilización.

El mecanismo hidráulico (11), giratorio en sus extremos, se utiliza para labores de mantenimiento mediante elevación de todo el sistema captador, separando el Sistema Rotativo Flotante del fluido. Dicho sistema captador podrá ser frenado por separación del fluido o mediante cierre del sistema hidráulico o neumático o mediante ambas actuaciones. Adicionalmente el cilindro hidráulico (11) podrá emplearse como elemento de control del sistema captador incrementando o disminuyendo la superficie de captación si las condiciones de velocidad horizontal varían y al objeto de mantener la potencia nominal del mecanismo.

El Sistema Rotativo Flotante (1) podrá modificar, mediante actuación controlada, su posición relativa respecto a la lámina de paso articulada (6) al objeto de disponer de distintas condiciones de velocidad horizontal del flujo hidráulico e incluso para poder aprovechar las condiciones de salto hidráulico una vez situado el Sistema Rotativo Flotante (11) aguas debajo de la lámina de paso articulada (6).

El Sistema Rotativo Flotante (1) podrá estar construido como recipiente cerrado e insumergible o como construcción abierta y sumergible a modo de armadura resistente, siendo que en este segundo caso se le dotara de un cilindro interno de un producto de muy baja densidad y alto nivel de flotabilidad que permite la flotabilidad del conjunto. En condiciones de instalación en las que se presuma la existencia de alto nivel de riesgo, el Sistema incorporará la posibilidad, como seguridad intrínseca, de poderse sumergir en su totalidad quedando armado en posición rígida y triangular.

La separación entre los extremos de giro de las cuchillas captadoras (2) será tal que permitan que éstas se peguen a la periferia del Sistema Rotativo Flotante (1) al objeto de eliminar resistencias, una vez han pasado por la zona de máxima captación.

Las placas laterales de la lámina de paso articulada (6) podrán adaptar su geometría a las distintas condiciones de flujo al objeto de evitar derrames.

El Sistema Rotativo Flotante (1) podrá incorporar en su periferia topes rígidos, en número variable dispuestos longitudinalmente, que sirvan de soportes resistentes de apoyo a las cuchillas captadoras giratorias (2) que estarán recubiertos de caucho, teflón u otro producto similar al objeto de evitar ruidos por choque. La existencia de deformaciones longitudinales de la superficie del Sistema Rotativo Flotante permitirán el asiento de las cuchillas para no precisar otro tipo de topes.

Todas las actuaciones mediante mecanismo hidráulico u otras telescópicas serán cubiertas de fundas de protección elásticas y resistentes.

Cuando se trate de adaptaciones a condiciones de corrientes horizontales marinas (mareas, ondas, olas), el fuste (4) podrá disponer cerca de la superficie del mar de una plataforma de embarque regulable para el caso de mareas y en la parte superior de un habitáculo reservado para sala de máquinas, generación, transformación y maniobra. Mediante cable submarino se comunicará la energía generada por el Sistema con tierra conexionándose a la línea eléctrica de transporte, distribución u otros usos, pudiendo contar con estación de control y maniobra en tierra mediante unión con cable de comunicaciones. Los cables de potencia eléctrica serán de tipo submarino.

El fuste o torre (4) se podrá situar aguas arriba o aguas abajo del Sistema Rotativo Flotante (1). En el caso en que se sitúe aguas arriba podrá dotársele de un sistema flotante que impida la presencia de objetos flotantes no deseados (ramas, árboles, tablas, recipientes, animales muertos, etc.), desviándolos de la zona ocupada por el Sistema Rotativo Flotante.

Descripción de los dibujos

Para completar la descripción que se está realizando, y con objeto de ayudar a una mejor comprensión de las características del invento, se acompaña a la presente memoria descriptiva, como parte integrante de la misma, dos hojas de figuras, en las cuales con carácter ilustrativo y no limitativo, se han representado los siguientes componentes principales:

1.

Sistema rotativo flotante con posibilidad de ser cauchutado o teflonado

2.

Cuchillas captadoras giratorias o fijas cauchutadas o teflonadas

3.

Soporte articulado y con posibilidad de ser telescópico

4.

Fuste o torre(s) rígido o telescópico

5.

Pantalla

6.

Lamina de paso articulada o fija

7.

Brazo articulado y con posibilidad de telescópico

8.

Placa soporte, cimentación o anclaje

9.

Motor(es) hidráulico(s) 0 neumáticos) de alta presión

10.

Soportes de placas articulados

11.

Mecanismo(s) hidráulico(s)

12.

Soporte giratorio

13.

Rodamiento del soporte

14.

Rodamiento del eje

15.

Motor receptor hidráulico o neumático

16.

Generador síncrono o asíncrono

La figura número 1.- Corresponde a una vista lateral del objeto de la invención.

La figura número 2.- Similar a la figura anterior pero vista en planta.

Realización preferente de la invención

El Sistema Rotativo Flotante ha sido desarrollado con la finalidad de aprovechar la energía cinética contenida en cualquier masa de agua con movimiento horizontal o rotacional. Este sistema puede ser instalado en emplazamientos muy diversos, tales como:

Cursos fluviales naturales de caudales muy diversos

Canales de riego, de descarga de centrales o minicentrales hidráulicas, aliviaderos de presas, etc. En cualquier mar y océano, estuarios, bahías, rías, etc.

El aprovechamiento se realiza mediante la laminación forzada o no de las corrientes horizontales en la zona más cercana a la superficie del agua, de forma que pueden utilizarse las mayores velocidades e instalarse en una gran cantidad de emplazamientos.

La regulación del sistema es simple, no siendo precisa la implantación de algoritmos complejos de control, permitiendo la generación de energía eléctrica, manteniendo potencia con independencia de las condiciones naturales e instantáneas del emplazamiento. Dicha regulación permite que el sistema no soporte situaciones de cargas extremas, resultando de ello una mayor vida útil y una producción y suministro de energía eléctrica muy estable.

La construcción es muy sencilla y de gran robustez, empleándose materiales de bajo costo y fáciles de adquirir en cualquier lugar del planeta.

La instalación del sistema es simple y rápida, incluso cuando se sitúa en el mar ya que el transporte marino puede realizarse en condiciones de flotabilidad del conjunto completo.

Las novedades tecnológicas consisten en lo siguiente:

El mecanismo captador de la energía es un sistema rodante flotante, consistente en un cuerpo de alto nivel de flotabilidad, que gira alrededor de su eje empujado por una masa de agua en movimiento horizontal, de forma que el empuje ejercido por el agua en movimiento sobre una superficie de retención imprima una velocidad tangencial en la periferia del sistema, aportando un par motor suficiente para su posterior transformación en energía eléctrica.

Su carácter de flotabilidad total o parcial le permite adaptarse automáticamente a condiciones extremas que, en cualquier otro mecanismo condicionarían la destrucción o averías importantes. Estas condiciones extremas son:

Crecidas en el río o canal

Elevaciones o disminuciones del nivel de los mares debido a las mareas.

Existencia de ondas y olas de alturas superiores a las especificadas como altura de ola significativa en cada emplazamiento concreto.

La posibilidad de poder controlar fácilmente el área de captación mediante el sistema hidráulico, permite trabajar si así resulta conveniente, con niveles de potencia en generación muy estables, lo que permite transformar la energía mecánica en energía eléctrica a través de generadores síncronos y crear red en áreas remotas donde sea necesario, además de eliminar el problema de tener que instalar equipos de generación con potencia nominal muy superior a la que se utilizará más frecuentemente a lo largo de todo el año.

En término de horas equivalentes de emplazamientos muy distintos, este sistema suprime potencia en captación a favor de la elevación del número de horas equivalentes, permitiendo con ello una menor inversión en todo el tren de potencia y transformación y una mayor rentabilidad.

Las cuchillas captadoras giratorias permiten una gran recepción del empuje horizontal de agua en movimiento mediante una solución constructiva de muy bajo coste. Todas estas partes móviles estarán recubiertas de un material que evite golpes, ruidos, vibraciones (caucho, fibras elásticas, teflón, etc.).

La velocidad tangencial del sistema es siempre superior a la velocidad del agua, aguas abajo del mecanismo, razón por la que las cuchillas se pliegan sobre la superficie del sistema rotativo flotante, oponiendo la mínima resistencia al agua en su recorrido hasta aflorar por encima del nivel superficial del fluido. La solución constructiva elegida, creando deformaciones longitudinales de la superficie, permite que tanto las cuchillas como su sistema de giro quede escondido oponiendo una menor resistencia cuando están plegados.

El anclaje previsto permite una gran rigidez del sistema en cuanto a soportar cargas axiales en cualquier condición de funcionamiento, al tiempo que una gran elasticidad de los elementos móviles fijados al mismo, tales como el Sistema Rotativo Flotante a través de los soportes del mismo.

En condiciones marinas, el anclaje está configurado mediante torre de acero y caja del mismo material, solución de cimentación del tipo acero + gravedad que permite su transporte mediante flotación y su instalación mediante inmersión controlada y posterior rellenado de la zona de cimentación con productos del tipo de la olivina o similar. Ocasionalmente y para profundidades superiores a 10 metros se prevé la posible utilización de anclajes tipo trípode.

Para grandes instalaciones, fundamentalmente marinas, pero no exclusivamente, la zona superior de la torre soporte dispondrá de una plataforma en la que será(n) instalada(s) una(s) cabina(s) que contendrán los equipos de potencia mecánica y eléctrica, los equipos de transformación y los de mando y maniobra, además de los compartimentos que consideren necesarios como almacén, aseo y descanso.

Los accesos a cada equipamiento marino se realizarán normalmente con embarcaciones de poca eslora permitiendo un amarre, embarco y desembarco en condiciones de máxima seguridad a través de la plataforma flotante que rodeará cada torre o en su defecto de una zona no flotante y regulable en posición para ser adaptada a situaciones de marea.

Cuando la instalación esté compuesta de varios Sistemas, a modo de parque marino, el acceso entre torres podrá realizarse además por medio de cable entre torres en condiciones de máxima seguridad. Una única torre podrá disponer de varios mecanismos concatenados a modo de tren de sistemas, mediando entre ellos las distancias adecuadas y estando enlazados mediante soportes no rígidos.

En grandes equipamientos, los soportes que unen el Sistema Rotativo Flotante a su torre, o amarre en general, que siempre aflorará por encima de la superficie del líquido, permitirán el acceso seguro entre todas las partes del sistema.

El mecanismo o mecanismos hidráulicos permiten las siguientes condiciones de funcionamiento o parada del sistema:

Nivel normal de flotabilidad del Sistema Rotativo Flotante con sistemas no energizados o libres.

Elevación del mecanismo, disminuyendo el área mojada y la potencia generada por disminución del área de captación. La elevación puede hacerse máxima, aflorando totalmente el sistema por encima del nivel del agua, para situaciones de mantenimiento, fallo en sistemas de frenado, avenidas inesperadas u olas de una altura superior a la considerada de diseño.

La disminución controlada de la carrera del mecanismo permitirá el incremento del área mojada y de la potencia generada por incremento del área de captación. En situaciones de riesgo extremo y como seguridad implícita, las grandes instalaciones dispondrán de dispositivos que permitirán el sumergimiento total o parcial del Sistema Rotativo Flotante, por inundación, al objeto de disminuir al máximo las cargas sobre el mismo y sobre los soportes y anclajes. Una transformación del Sistema Rotativo Flotante consistente en una cámara de flotación de goma inflada, situada internamente a los cuerpos metálicos, permitirá en condiciones extremas el desinflado de la misma por diversos medios, incluidos el de destrucción, al objeto de conseguir con la máxima rapidez un hundimiento total del sistema de captación al tiempo que se consigue el mayor nivel de seguridad intrínseca.

La transmisión de la potencia mecánica contenida en el eje del Sistema Rotativo Flotante se realizará por medios hidráulicos o neumáticos empleando un sistema doble, uno por cada extremo del eje, y comunicando dicha potencia a un único sistema receptor central, situado en la torre, a partir del cual se realizará la transformación de potencia mecánica en potencia eléctrica.

La lámina sumergida permite las siguientes acciones:

En caso de aguas continentales:

Incrementar la velocidad de paso del fluido a través del Sistema Rotativo Flotante actuando sobre los caudales de paso.

Disminuir la resistencia de paso del fluido.

Regular las condiciones de carga del sistema.

En aguas marinas o mixtas:

Permitir la rotura parcial de las ondas y olas simulando un acercamiento al fondo, a modo de arrecife artificial o de playa.

Disminuir la componente vertical de las partículas, consiguiendo con ello la formación artificial de órbitas elípticas al predominar la componente horizontal sobre la vertical y cediendo en parte la energía perdida en la ruptura de la onda u ola que lo tomaría parcial y adicionalmente el sistema de captación.

Incrementar la velocidad de paso del fluido a través del Sistema Rotativo Flotante actuando sobre los caudales de paso.

Favorecer las corrientes de retorno cercanas al fondo, que podrían ser aprovechadas mediante otros sistemas parcialmente desarrollados.

Favorecer la nula afectación al medio marino, permitiendo el paso sin riesgos de peces y la existencia de cultivos marinos en el fondo.

Favorecer la disminución de la erosión por disminución del efecto destructor de las olas en costas, playas, diques y en general en cualquier estructura marina (puertos, jaulas de cultivos marinos, etc.).

No se considera necesario hacer más extensa esta descripción, para que cualquier experto en la materia comprenda el alcance la invención y las ventajas que de la misma se derivan.

Los materiales, forma, tamaño y disposición de los elementos y equipos instalados serán susceptibles de variación, siempre que ello no suponga una alteración a la esencialidad del invento.

Los términos en que se ha descrito esta memoria deberán ser tomados siempre con carácter amplio y no limitativo.

Claims (1)

1. Sistema Rotativo Flotante, especialmente diseñado para uso en instalaciones de generación eléctrica en medio hidráulico terrestre y marino, caracterizado porque la potencia desarrollada por el sistema se capta en la periferia de la parte rotativa y flotante (1) mediante cuchillas giratorias autoamortiguantes o fijas con posibilidad de ser partidas (2) y que envía la potencia captada por medio de bombas de transporte fluido (9) o por cualquier otro medio hasta el motor (15), que a su vez acciona un sistema de generación eléctrica (16) posibilitando la alimentación de redes de distribución eléctrica, sistemas de almacenamiento u otras demandas energéticas con energía continua o alterna, con flotabilidad controlada mediante el mecanismo (11), autoadaptable a las condiciones del entorno y de seguridad intrínseca de hundimiento y rigidización mediante los rodamientos (12), (13) y (14), y que puede estar unida al fuste (4) a través del soporte (3), amarrado con palancas rígidas o telescópicas (7) a la lámina (6), unida a la cimentación (8) o a otro enclavamiento con soportes (10), y que puede disponer de una protección apantallada (5).