ITBR20100004A1

ITBR20100004A1 - Sistema di captazione dell'acqua delle onde del mare in vasche per sfruttare l'energia del moto ondoso per produrre energia elettrica per mezzo di turbine idrauliche e generatori di corrente.

Info

Publication number: ITBR20100004A1
Application number: IT000004A
Authority: IT
Inventors: Antonio Frascino; Felice Frascino; Cosimo Maellaro; Giulio Teodoro Maellaro; Vito Mose Maellaro
Original assignee: Global Engineering Const S R L
Priority date: 2010-07-20
Filing date: 2010-07-20
Publication date: 2010-10-19
Also published as: EP2596175B1; WO2012011018A1; IT1401060B1; EP2596175A1

Description

DESCRIZIONE DELL’INVENZIONE AVENTE PER TITOLO :

sistema di captazione dell’acqua delle onde del mare in vasche per sfruttare l’energia del moto ondoso per produrre energia elettrica per mezzo di turbine idrauliche e generatori di corrente.

DESCRIZIONE:

l’invenzione si colloca nel campo dello sfruttamento dell' energia alternativa e sostenibile costituita dall’energia posseduta dalle onde del mare anche di piccola altezza; la finalità ultima è quella di produrre energia elettrica che può essere immessa in rete, previa stabilizzazione, o usata per produrre idrogeno da stoccare. Allo stato attuale della tecnica esistono impianti per la captazione dell’ energia delle onde, in particolare delle grandi onde oceaniche, ma applicano sistemi e principi e modalità com p leta mente diversi .

L’obiettivo viene perseguito captando l’acqua delle onde del mare in particolari vasche poste a ridosso e sul lato esterno delle dighe foranee (tavola n. 1) e delle barriere frangiflutti (tavola n. 2)

Le dighe foranee (tavola n. 1 pari. D) sono quelle opere marittime costruite appositamente per la protezione dei porti; sono strutture costruite in calcestruzzo e separano il mare calmo (lato B) perché riparato dalla stessa diga dal mare aperto (lato A) che può essere, in condizioni meteorologiche propizie, agitato.

Analogamente le barriere frangiflutti (tavola 2 pari. C), sono quelle opere marittime, realizzate con un insieme di massi posti parallelamente alla riva e aventi la funzione di proteggere il litorale dall’erosione dei marosi separando il mare calmo (lato B) perché riparato dalla stessa barriera dal mare aperto (lato A)

Le vasche possono anche essere poste Isolate, parallelamente ed a una certa distanza dalla costa per la protezione del litorale potendo quindi surrogare anche la funzione di diga foranea e dì barriera frangiflutti (tavola n. 3) e quindi creando una separazione tra il mare calmo (lato B) perché riparato dalla stessa vasca dal mare aperto (lato A).

Tutte tali opere marittime hanno quindi il lato A rivolto verso il mare aperto, esposto all<1>azione delle onde che vi si infrangono, mentre il lato B opposto si affaccia su uno specchio di mare calmo perché riparato dalla stessa opera marittima. La parete della vasca rivolta verso il lato A è particolarmente attrezzata per consentire di captare l’acqua delle onde che vi si infrangono, consentendone l’ingresso nella vasca e impedendone l’uscita.

Nelle vasche l’acqua captata si accumula con la sua energia potenziale, ad una altezza (H) maggiore rispetto al pelo libero del “mare calmo” posto sul lato B, Tale energia viene poi sfruttata per produrre energia elettrica azionando turbine idrauliche (pari. 2), accoppiate a generatori di corrente (part.3), durante il travaso dell’acqua accumulata (che avviene per il principio dei vasi comunicanti) nello specchio di mare calmo posto sul lato B.

Si prevede la costruzione di vasche zavorrate (pari. 1 ) di larghezza variabile con l’altezza, divergenti verso P' alto, ma comunque limitata a circa 6,00-8,00 m al livello pelo libero “mare calmo”, in calcestruzzo, costruite in moduli indipendenti della lunghezza di circa 40,00-50,00 mt ciascuno.

La parete della vasca esposta alle onde, viene realizzata in due parti:

la parte immersa (part, 4) (in condizioni di mare calmo) in calcestruzzo come la restante parte della vasca stessa, mentre la parte non immersa (part.

5) (sempre in condizioni di mare calmo) e costituita da una successione di pannelli (part. 16 tavola n. 3) dì lunghezza di circa 5,00-6,00 m indipendenti, realizzati in acciaio o materiale composito, posti in posizione verticale o inclinata, ognuno vincolalo alle strutture portanti in calcestruzzo della vasca stessa, mediante guide (part. 6 tavola n. 3) in grado di guidare il movimento del pannello stesso durante le operazioni di sollevamento o di estrazione per esigenze di pulizia o di manutenzione. Ogni pannello, opportunamente irrigidito, presenta delle aperture (part. 7) a sviluppo orizzontale, di lunghezza pari alla massima consentita dalla lunghezza del pannello stesso, ed altezza di circa 40-60 cm che costituiscono i varchi attraverso cui l’acqua delle onde del mare entra nella vasca,

I varchi sono disposti ordinatamente accostati uno sull’altro fino ad interessare l’intera estensione del pannello. Ogni varco è munito di un elemento mobile (pari. 8) in grado di produrre la chiusura del varco stesso. Tale elemento mobile è costituito da una paratoia mobile vincolata al pannello, in corrispondenza dei rispettivo varco, con cerniere (part. 9 tavola n. 1 e n. 2) poste nella parte alta. La paratoia può quindi oscillare verso I<'>interno della vasca. In assenza di qualsiasi sollecitazione, la paratoia assume, spontaneamente, la posizione verticale corrispondente alla posizione di chiusura del relativo varco nel pannello.

La conformazione del fondale marino in prossimità della vasca, può venire conformato secondo un piano inclinato (pari, l i tavola n, 1 e 2) che dal fondo naturale risale fino al bordo superiore delia parete immersa della vasca al fine di esaltare la componente cinematica dell’energia posseduta dalle onde del mare.

La parete ( part, 10) opposta alla parete captante, per la parte che emerge rispetto al livello di mare calmo, e per l’altezza di almeno 2,50 m deve essere necessariamente inclinata (con un angolo comprese tra i 45° e i 3ϋ° sull* orizzonta le) in modo che la larghezza della vasca sia divergente con l’altezza, La parte superiore eccedente la parte necessariamente inclinata, può continuare ad essere inclinata o indifferentemente può essere realizzata verticale. La parte di parete immersa presenta ad Intervalli discreti, delle nicchie (part. 17), munite di griglie verticali estraibili (part. 12), da ognuna delle quali si diparte un condotto immerso (part. 13), a geometria convergente-divergente, In direzione ortogonale alla direzione della vasca. Il condotto, fuoriesce dalla vasca, attraversa il corpo della diga foranea o il corpo della barriera frangiflutti, sfociando nello specchio dì mare calmo posto sul lato B. All’interno del condotto, in corrispondenza della sezione ristretta, trova collocazione la girante di una turbina idraulica (pari. 2} direttamente accoppiata ad un generatore-asse di tipo stagno (pari, 3). 11 condotto deve essere munito, allo sbocco dì apposita serranda di chiusura (part. 15) da azionare a 11’ occorrenza che, inibendo il passaggio dell’acqua consente di rendere inattiva la turbina stessa.

11 fondo della vasca immersa deve trovarsi ad una distanza di almeno 1 ,00-1,50 in rispetto al bordo inferiore dei condotto di scarico per contenere l’eventuale accumulo di sabbia.

La vasca verrà irrigidita da contrafforti (part. 18 tavola n. 3) traversali in calcestruzzo, posizionati nell’estremità superiore delia vasca, che collegano le due pareti longitudinali in corrispondenza delle strutture portanti le guide (part. 6 tavola n, 3) che vincolano i pannelli (part. 16 tavola n. 3) costituente la parete captante.

A servìzio dei l’impianto dovrà essere prevista la realizzazione di appositi edifici, non necessariamente nelle immediate vicinanze, per alloggiare tutti gli apparati per il controllo e la gestione dei r' impianto stesso, nonché per la gestione del flusso di energia prodotto e per la eventuale produzione di idrogeno.

Claims

Nuovo set di rivendicazioni 1. Sistema per generare energia dalle onde del mare comprendente: Almeno una vasca che presenta su una parete un’apertura dotata di mezzi in grado di captare l’acqua delle onde che si infrangono contro la stessa, consentendone l’ingresso ed impedendone l’uscita di modo che il pelo libero dell’acqua accumulata nella vasca sia ad un’altezza maggiore di quella del mare calmo; Almeno un condotto di comunicazione tra la vasca ed il mare, passante attraverso la parete della vasca opposta a quella attrezzata per la captazione delle onde, configurato in maniera da scaricare l’acqua accumulata in detta vasca in un tratto di mare non esposto all’azione diretta delle onde; - Una o più turbine posizionate all’interno di detto condotto per sfruttare l’energia potenziale dell’acqua accumulata nella vasca per produrre energia elettrica; Caratterizzato dal fatto che la vasca è posizionata in maniera tale che anche in condizioni di bassa marea il bordo inferiore di detta apertura è sotto il livello del mare, con ciò consentendo di sfruttare anche le onde di piccola altezza che dovessero giungere in condizioni di bassa marea. 2. Sistema secondo la rivendicazione 1 caratterizzato dal fatto che la vasca trova collocazione a ridosso delle dighe foranee sul lato esterno esposto ai marosi 3. Sistema secondo la rivendicazione 1 caratterizzato dal fatto che la vasca trova collocazione a ridosso di barriere frangiflutti sul lato esterno esposto ai marosi 4. Sistema secondo la rivendicazione 1 caratterizzato dal fatto che la vasca trova collocazione in posizione isolata, a protezione della costa, parallelamente e a distanza dalla costa 5. Sistema secondo la rivendicazione 1 caratterizzato dal fatto che la vasca ha la parete captante rivolta verso la direzione di arrivo delle onde, per la parte emergente dal livello “mare calmo” costruita in acciaio verniciato 6. Sistema secondo la rivendicazione 1 caratterizzato dal fatto che la vasca ha la parete captante rivolta verso la direzione di arrivo delle onde per la parte emergente dal livello “mare calmo” costruita in materiale composito 7. Sistema secondo una delle rivendicazioni precedenti caratterizzato dal fatto che la vasca ha la parete captante rivolta verso la direzione di arrivo delle onde, per la parte emergente dal livello “mare calmo”, formata da una successione di pannelli indipendenti. 8. Sistema secondo la rivendicazione 7 caratterizzato dal fatto che ogni pannello indipendente costituente la parete captante è vincolato alla struttura portante con guide per dirigere il movimento in occasione del sollevamento dei pannelli stessi. 9. Sistema secondo la rivendicazione 7 o 8 caratterizzato dal fatto che ogni pannello costituente la parete captante presenta varchi orizzontali che consentono l’ingresso nella vasca delle onde in arrivo 10. Sistema secondo la rivendicazione 9 caratterizzato dal fatto che ogni varco presente sui pannelli costituente la parete captante è munito di una paratoia mobile di chiusura posta dal lato interno della vasca 11. Sistema secondo la rivendicazione 10 caratterizzato dal fatto che ogni paratoia mobile di chiusura è incernierata nella parte superiore in corrispondenza della parte superiore del rispettivo varco 12. Sistema secondo la rivendicazione 11 caratterizzato dal fatto che ogni paratoia mobile apre automaticamente il corrispondente varco per effetto dell’azione dell’acqua dell’onda in arrivo. 13. Sistema secondo la rivendicazione 11 o 12 caratterizzato dal fatto che ogni paratoia mobile chiude automaticamente il corrispondente varco per effetto del proprio peso e dell’azione dell’acqua che tende ad uscire dal varco. 14. Sistema secondo una delle rivendicazioni precedenti caratterizzato dal fatto che la parete longitudinale della vasca non esposta alle onde diverge verso l’alto rispetto alla parete captante CLAIMS FOR THE INVENTION WITH THE NAME : system for the capture of sea wave water in tanks for exploiting the energy of wave motion to produce electrical energy by means of hydraulic turbines and current generators . CLAIM N. 1 System for the capture of sea wave water for exploiting the energy of the waves, including a partially submerged tank, capturing walls with automatic mobile closure devices, meshes, discharge pipes and turbo generator assemblies. CLAIM N.
2 System according to claim 1 characterised by the fact that the tank is partially submerged below the level of a "calm sea" even at low tide. CLAIM N.
3 System according to claim n. 1 and n. 2 characterised by the fact that the tank is situated in front of dams outside the harbour on the outerside exposed to the breakers CLAIM N.
4 System according to claim n. 1 and n. 2 characterised by the fact that the tank is situated in front of breakwaters on the outerside exposed to the breakers. CLAIM N.
5 System according to claim n. 1 and n. 2 characterised by the fact that the tank is situated in an isolated position, protected by the coast, parallel at a distance from the said coast. CLAIM N.
6 System according to claim n. 1 and n. 2 characterised by the fact that the tank has capturing wall turned in the direction the waves arrive from, for the part emerging from the “calm sea” level made of painted steel. CLAIM N.
7 System according to claim n. 1 and n. 2 characterised by the fact that the tank has the capturing wall turned in the direction the waves arrive from, for the part emerging from the “calm sea” level made of composite materials. CLAIM N.
8 System according to claim n. 1, n. 2, n. 6 or n. 7 characterised by the fact that the tank has the capturing wall turned in the direction the waves arrive from, for the part emerging form the "calm sea" level, formed by a succession of independent panels. CLAIM N.
9 System according to claim n. 1, n. 2 , n. 6 or n. 7 and n. 8 characterised by the fact that each independent panel making up the capturing wall is restrained to the bearing structure with guides to direct the movement when the panels are lifted. CLAIM N.
10 System according to claim n. 1, n. 2 , n. 6 or n. 7 and n. 8 characterised by the fact that each panel making up the capturing wall has horizontal passes that allow the water from the arriving waves into the tank. CLAIM N.
11 System according to claim n. 1, n. 2, n. 6 or n. 7, n. 8 and n. 10 characterised by the fact that each pass in the panels making up the capturing wall is fitted with a mobile closing sluice gate on the side inside the tank. CLAIM N.
12 System according to claim n. 1, n. 2 , n. 6 or n. 7, n. 8, n. 10 and n. 11 characterised by the fact that each closing sluice gate is hinged at the top at the upper part of the respective pass. CLAIM N.
13 System according to claim n. 1, n. 2 , n. 6 or n. 7, n. 8, n. 10, n. 11 and n. 12 characterised by the fact that each mobile sluice gate automatically opens the corresponding pass by the effect of the action of the water of the waves arriving. CLAIM N.
14 System according to claim n. 1, n. 2 , n. 6 or n. 7, n. 8, n. 10, n. 11 and n. 12 characterised by the fact that each mobile sluice gate automatically closes the corresponding pass by the effect of its weight and the action of the water that tends to leave the pass. CLAIM N.
15 System according to claim n. 1, n. 2, n. 3 or n. 4 or n. 5 characterised by the fact that the discharge pipes of the submerged turbo-generator assemblies have their outlet in the surface of the calm sea on the side opposite that from which the waves arrive. CLAIM N.
16 System according to claim 1, characterised by the fact that the longitudinal wall of the tank not exposed to the waves diverges upwards with regard to the capturing wall.