ITMI20070707A1

ITMI20070707A1 - ENERGY EXPLOITATION SYSTEM DERIVING FROM THE WAVE MOTORCYCLE.

Info

Publication number: ITMI20070707A1
Authority: IT
Inventors: Bruno Bortolo Buora
Original assignee: Nav Tek S R L
Priority date: 2007-04-05
Filing date: 2007-04-05
Publication date: 2008-10-06

Description

Il presente trovato riguarda un sistema di sfruttamento dell'energia derivante dal moto ondoso. Più particolarmente, il trovato riguarda un sistema per lo sfruttamento dell'energia del moto ondoso, in grado di generare l'onda frangente nel punto richiesto. The present invention relates to a system for exploiting the energy deriving from wave motion. More particularly, the invention relates to a system for exploiting the energy of the wave motion, capable of generating the breaking wave at the required point.

Come è noto, sono sempre più richieste fonti di energia alternative, in grado di fornire energia cosiddetta "pulita", con notevoli benefici per l'ambiente. As is known, alternative energy sources are increasingly required, capable of providing so-called "clean" energy, with considerable benefits for the environment.

Una delle fonti di energia a disposizione dell'uomo è sicuramente il mare. One of the sources of energy available to man is certainly the sea.

La domanda di brevetto italiano No. MI2Q07A000302 e la domanda di brevetto italiano No. MI2007A000532, a nome della richiedente della presente domanda, riguardano proprio un sistema di sfruttamento dell'energia del moto ondoso, in cui tuttavia l'imbarcazione che è dotata a bordo di mezzi generatori deve essere ormeggiata in corrispondenza dell'onda frangente in modo da ricevere direttamente l'impatto e quindi innescare un'oscillazione o comunque lo spostamento rettilineo attivo. The Italian patent application No. MI2Q07A000302 and the Italian patent application No. MI2007A000532, in the name of the applicant of the present application, relate precisely to a system for exploiting the energy of the wave motion, in which however the boat that is equipped on board of generating means must be moored in correspondence with the breaking wave so as to directly receive the impact and therefore trigger an oscillation or in any case the active rectilinear movement.

Tuttavia, le soluzioni sopra indicate relative alle precedenti domande di brevetto richiedono che vi sia sempre un'onda frangente e soprattutto comportano che può accadere che l'impatto dell'onda frangente sia eccessivo e quindi possa compromettere il sistema, danneggiando ad esempio l'imbarcazione. However, the solutions indicated above relating to the previous patent applications require that there is always a breaking wave and above all they imply that it can happen that the impact of the breaking wave is excessive and therefore can compromise the system, damaging the boat for example. .

Inoltre, può accadere che la frequenza delle onde sia tale da non consentire una corretta oscillazione e/o lo spostamento utile dei mezzi oscillanti e quindi può verificarsi che l’energia dell'onda sia persino superiore a quella necessaria. Furthermore, it may happen that the frequency of the waves is such as not to allow a correct oscillation and / or useful movement of the oscillating means and therefore it may happen that the wave energy is even higher than necessary.

Inoltre, con il problema delle maree è necessario cambiare il punto di ancoraggio dell'imbarcazione onde ad adattarsi al punto in cui l'onda frange al cambiare della marea. Furthermore, with the tide problem it is necessary to change the anchor point of the boat in order to adapt to the point where the wave breaks as the tide changes.

Compito precipuo del presente trovato è quello di realizzare un sistema per lo sfruttamento di energia derivata dal moto ondoso, che consenta di mantenere l'imbarcazione con mezzi di generazione a bordo sempre ancorata nel medesimo punto, indipendentemente dalla posizione in cui normalmente frangono le onde. The aim of the present invention is to provide a system for exploiting energy derived from wave motion, which allows to keep the boat with on-board generation means always anchored in the same point, regardless of the position in which the waves normally break.

Nell'ambito di questo compito, uno scopo del presente trovato è quello di realizzare un sistema per lo sfruttamento dell'energia del moto ondoso, in cui il movimento oscillatorio o rettilineo dei mezzi di generazione di energia possa essere automaticamente rallentato, in modo da sfruttarlo al massimo. Within this aim, an object of the present invention is to provide a system for exploiting the energy of wave motion, in which the oscillatory or rectilinear movement of the energy generation means can be automatically slowed down, so as to exploit it. at most.

Un altro scopo del presente trovato è quello di realizzare un sistema per lo sfruttamento dell'energia del moto ondoso, che consenta di calibrare il numero di onde che possono essere effettivamente sfruttate per innescare il pendolamento o l'impatto lineare, in modo tale da non innescare oscillazioni eccessive che possono portare ad un blocco del sistema dovuto a troppo repentine inversioni del moto di oscillazione. Another object of the present invention is to provide a system for exploiting the energy of wave motion, which allows to calibrate the number of waves that can be effectively exploited to trigger the oscillation or linear impact, in such a way as not to triggering excessive oscillations that can lead to a blockage of the system due to too sudden inversions of the oscillation motion.

Non ultimo scopo del presente trovato è quello di realizzare un sistema per lo sfruttamento dell'energia del moto ondoso, che sia di elevata affidabilità, di relativamente semplice realizzazione ed a costi competitivi. Not least object of the present invention is to provide a system for exploiting the energy of the wave motion which is highly reliable, relatively simple to manufacture and at competitive costs.

Questo compito, nonché questi ed altri scopi che meglio appariranno in seguito sono raggiunti da un sistema per lo sfruttamento di energia derivante dal moto ondoso, comprendente un'imbarcazione atta ad essere ancorata, detta imbarcazione essendo provvista di mezzi generatori di spostamento atti ad essere innescati dall'oscillazione o spostamento lineare che detta imbarcazione riceve al frangersi di un'onda contro detta imbarcazione, caratterizzato dal fatto di comprendere mezzi generatori di onde atti a generare un'onda in una posizione prestabilita, atta ad impattare contro detta imbarcazione. This task, as well as these and other purposes which will appear better later, are achieved by a system for the exploitation of energy deriving from the wave motion, comprising a boat suitable for being anchored, said boat being provided with movement generating means suitable for being triggered. by the oscillation or linear displacement that said boat receives when a wave breaks against said boat, characterized in that it comprises wave generating means adapted to generate a wave in a predetermined position, able to impact against said boat.

Ulteriori caratteristiche e vantaggi del trovato risulteranno maggiormente dalla descrizione di forme e di realizzazioni preferite, non esclusive, del sistema secondo il presente trovato, illustrate a titolo indicativo e non limitativo negli uniti disegni, in cui: Further characteristics and advantages of the invention will become clearer from the description of preferred, non-exclusive forms and embodiments of the system according to the present invention, illustrated by way of non-limiting example in the accompanying drawings, in which:

la figura 1 illustra una prima forma di realizzazione del sistema secondo il presente trovato; Figure 1 illustrates a first embodiment of the system according to the present invention;

la figura 2 illustra una seconda forma di realizzazione del sistema secondo il presente trovato; Figure 2 illustrates a second embodiment of the system according to the present invention;

la figura 3 illustra una terza forma di realizzazione del sistema secondo il presente trovato; Figure 3 illustrates a third embodiment of the system according to the present invention;

la figura 4 illustra una quarta forma di realizzazione del sistema secondo il presente trovato; Figure 4 illustrates a fourth embodiment of the system according to the present invention;

la figura 5 illustra un dettaglio del sistema secondo il presente trovato; Figure 5 illustrates a detail of the system according to the present invention;

la figura 6 illustra un’ulteriore forma di realizzazione del sistema secondo il presente trovato; Figure 6 illustrates a further embodiment of the system according to the present invention;

la figura 7 illustra un dettaglio di un'ulteriore forma di realizzazione del sistema secondo il presente trovato; Figure 7 illustrates a detail of a further embodiment of the system according to the present invention;

la figura 8 illustra un'ulteriore dettaglio di una forma di realizzazione del sistema secondo il presente trovato; figure 8 illustrates a further detail of an embodiment of the system according to the present invention;

la figura 9 illustra un'ulteriore forma di realizzazione del sistema secondo il presente trovato; Figure 9 illustrates a further embodiment of the system according to the present invention;

la figura 10 illustra un'ulteriore forma di realizzazione dell'imbarcazione impiegata nel presente trovato. Figure 10 illustrates a further embodiment of the boat used in the present invention.

Con riferimento alle figure, il sistema secondo il presente trovato, in accordo con una sua prima forma di realizzazione, comprende un’imbarcazione 1 dotata di mezzi di generazione di energia, quali ad esempio un pendolo oscillante, o un sistema a pistone. Il sistema secondo il trovato prevede inoltre mezzi di generazione dell'onda, opportunamente costituiti ad esempio o da un ostacolo fisso disposto ad esempio sul fondo del mare e ad esempio presentante una barriera inclinata atta a generare un'onda; oppure una barriera 2 regolabile idraulicamente o a catena/cavo, disposta in corrispondenza del fondale marino, oppure come illustrato nella figura 2, una chiatta galleggiante 3 ancorata al fondale marino, e collegata ad una paratia mobile 4, regolabile in inclinazione in modo da generare un'onda, oppure ancora come illustrato nella figura 3; oppure da una coppia di chiatte 5 e 6 disposte parallele e collegate ad una paratia mobile 4a, regolabile in inclinazione in modo tale da consentire l'incanalamento dell'onda entro le due chiatte 5 e 6 e il successivo impennamento dell'onda in virtù della presenza della paratia mobile 4a. With reference to the figures, the system according to the present invention, in accordance with a first embodiment thereof, comprises a boat 1 equipped with energy generation means, such as for example an oscillating pendulum, or a piston system. The system according to the invention also provides means for generating the wave, suitably constituted for example either by a fixed obstacle arranged for example on the seabed and for example having an inclined barrier able to generate a wave; or a hydraulically or chain / cable adjustable barrier 2, arranged at the seabed, or as illustrated in Figure 2, a floating barge 3 anchored to the seabed, and connected to a mobile bulkhead 4, adjustable in inclination so as to generate a wave, or again as illustrated in Figure 3; or by a pair of barges 5 and 6 arranged parallel and connected to a movable bulkhead 4a, adjustable in inclination in such a way as to allow the channeling of the wave within the two barges 5 and 6 and the subsequent surge of the wave by virtue of the presence of the movable bulkhead 4a.

La figura 4 illustra una variante in cui le chiatte 5 e 6, indicate in questo caso dai numeri di riferimento 5a e 6a sono sagomate in modo da presentare anteriormente una porzione svasata 7 e 8, rispettivamente, così da formare un invito per l'ingresso dell'onda che va quindi ad impattare contro la paratia mobile 4a. Figure 4 illustrates a variant in which the barges 5 and 6, indicated in this case by the reference numbers 5a and 6a, are shaped so as to present at the front a flared portion 7 and 8, respectively, so as to form an opening for entry of the wave which then impacts against the movable bulkhead 4a.

Anche in questo caso le chiatte aiutano ad essere ancorate al fondale marino. Also in this case the barges help to be anchored to the seabed.

I mezzi di generazione dell'onda sopra descritti consentono quindi di generare l'onda in qualsiasi posizione desiderata, senza quindi essere vincolati ad un preciso punto in cui ormeggiare l'imbarcazione 1 in modo da avere l'onda che frange direttamente contro l'imbarcazione. The wave generation means described above therefore allow to generate the wave in any desired position, without therefore being bound to a precise point in which to moor the boat 1 so as to have the wave breaking directly against the boat. .

In questo modo si semplifica il problema dato dalle maree in quanto è possibile agire sempre nello stesso punto con l'imbarcazione senza che questa si sposti, ma regolando la paratia mobile 4, 4a in modo da far frangere le onde proprio a prua dell'imbarcazione 1. In this way the problem caused by the tides is simplified as it is possible to always act in the same point with the boat without it moving, but by adjusting the mobile bulkhead 4, 4a so as to make the waves break right in the bow of the boat. 1.

Le chiatte di sostegno, 5, 5a e 6, 6a possono essere anche molto lunghe in tal modo, oltre che accentuare l'onda in superficie tramite la paratia mobile 4, 4a sul fondo marino, si ottiene anche una accerazione del moto ondoso incanalato fra le due chiatte che, al bisogno, può diventare utile nelle varie combinazioni di assetto. Opportunamente, l'imbarcazione 1 può essere provvista di gavoni riempibili con acqua, al fine di stabilizzare il sistema e di innescare un'oscillazione controllata dell'imbarcazione che consente di ridurre il rischio che il pendolamento venga ad arrestarsi a causa delle frequenti inversioni di moto. The support barges, 5, 5a and 6, 6a can also be very long in this way, in addition to accentuating the wave on the surface through the mobile bulkhead 4, 4a on the seabed, it is also possible to obtain an acceleration of the wave motion channeled between the two barges which, when needed, can become useful in the various combinations of trim. Conveniently, the boat 1 can be equipped with lockers that can be filled with water, in order to stabilize the system and to trigger a controlled oscillation of the boat which allows to reduce the risk of the oscillation coming to a halt due to frequent reversals of motion. .

In questo caso, può essere presente almeno un gavone a prua, 10, ed almeno un gavone a poppa, 11, riempibili con opportune pompe, nonché almeno un gavone 12 disposto in corrispondenza della sentina dell'imbarcazione 1, e che viene riempito anch'esso con liquido. In this case, there may be at least one locker in the bow, 10, and at least one locker in the stern, 11, which can be filled with suitable pumps, as well as at least one locker 12 arranged in correspondence with the bilge of the boat 1, and which is also filled. it with liquid.

I gavoni 10 e 11 possono essere riempiti permanentemente con liquido in modo da stabilizzare l'oscillazione mentre il liquido nel gavone 12 si muove a seconda dell'inclinazione che assume l'imbarcazione 1 rispetto ad un suo asse verticale , ossia a seconda del movimento di beccheggio. The lockers 10 and 11 can be permanently filled with liquid in order to stabilize the oscillation while the liquid in the locker 12 moves according to the inclination that the boat 1 assumes with respect to its vertical axis, i.e. according to the movement of pitch.

Il punto di ancoraggio dell'imbarcazione 1 può essere opportunamente scelto in modo da ancorare l'imbarcazione in corrispondenza del suo baricentro, consentendo quindi il massimo dell'oscillazione (beccheggio) per l'imbarcazione. The anchoring point of the boat 1 can be suitably chosen so as to anchor the boat at its center of gravity, thus allowing the maximum oscillation (pitch) for the boat.

La figura 6 illustra un punto di ancoraggio 15 previsto in corrispondenza del baricentro dell'imbarcazione con una possibilità di tensionare, mediante un cavo di tensionamento 16, la cima di ancoraggio 17. Figure 6 illustrates an anchoring point 15 provided at the center of gravity of the boat with a possibility of tensioning, by means of a tensioning cable 16, the anchoring rope 17.

Opportunamente, i gavoni stagni di prua e poppa, 10, 11, possono essere dotati di valvole di scarico rapido 18. Conveniently, the bow and stern watertight lockers, 10, 11, can be equipped with quick drain valves 18.

Al fine di controllare lo spostamento del liquido entro il gavone centrale 12, possono essere previste opportune paratie regolabili 19, le quali consentono di frenare il liquido evitando forti ondeggiamenti, e quindi la non controllabilità del sistema. In order to control the displacement of the liquid within the central locker 12, suitable adjustable bulkheads 19 can be provided, which allow the liquid to be braked avoiding strong swaying, and therefore the non-controllability of the system.

I mezzi di pompaggio possono essere costituiti, come illustrato ad esempio nella figura 5, da un pendolo oscillante 25 che aziona mezzi a pistone 26, oppure possono esser costituiti, come illustrato ad esempio nella figura 7, da un sistema di pompaggio, costituito da un cilindro 30 con relativo pistone 31 collegato mediante un cavo 32 al fondo marino, passando attraverso un tubo 33 saltato in modo da essere passante rispetto alla scafo, così da permettere al cavo 32 di fuoriuscire dallo scafo sostanzialmente in corrispondenza del suo baricentro ed essere quindi ancorato al fondo marino. The pumping means can be constituted, as illustrated for example in Figure 5, by an oscillating pendulum 25 which drives piston means 26, or they can be constituted, as illustrated for example in Figure 7, by a pumping system, consisting of a cylinder 30 with relative piston 31 connected by means of a cable 32 to the seabed, passing through a tube 33 which is jumped so as to pass through the hull, so as to allow the cable 32 to exit from the hull substantially in correspondence with its center of gravity and therefore be anchored to the seabed.

In questo caso si ha un pompaggio senza rinvìi e soltanto una corsa utile. In this case there is a pumping without returns and only a useful stroke.

In alternativa, come illustrato nella figura 8, si possono avere più mezzi di pompaggio, indicati dal numero di riferimento 35, con steli dei rispettivi pistoni collegati a verricelli 36 che consentono il recupero di un cima 37 per calibrare la corsa in funzione del braccio di leva positivo o negativo, sfruttando così anche i movimenti brevi con corse più lunghe del centro pompante. Tale recupero mediante il verricello 36 ed eventualmente un verricello 37 che recupera la cima di ormeggio centrale 38 consente di compensare le variazioni di marea. Alternatively, as illustrated in Figure 8, there can be more pumping means, indicated by the reference number 35, with respective piston rods connected to winches 36 which allow the recovery of a line 37 to calibrate the stroke according to the lifting arm. positive or negative lever, thus exploiting even short movements with longer strokes of the pumping center. This recovery by means of the winch 36 and possibly a winch 37 which recovers the central mooring line 38 allows to compensate for the tide variations.

La figura 9 illustra invece una variante in cui sono presenti più sistemi di pompaggio, ad esempio due, disposti rispettivamente a prua e a poppa dell'imbarcazione 1, come alternativa al sistema a pendolo illustrato nella figura 5. Figure 9 instead illustrates a variant in which there are several pumping systems, for example two, arranged respectively at the bow and stern of the boat 1, as an alternative to the pendulum system illustrated in Figure 5.

Vantaggiosamente, i gavoni di prua e poppa possono essere costituiti da sacche di aria che, in seguito allo spostamento del liquido nel gavone centrale o di sentina e alla presenza di valvole di sovrapressione, vengono scaricate quando il liquido impatta contro la sacca di aria e quindi l'aria viene convogliata al gavone dell'estremità opposta dell'imbarcazione, sfruttando il colpo di ariete che si ha a seguito dell'inversione del moto dell'imbarcazione, ossia sfruttando il beccheggio prua o poppa che l'imbarcazione compie con l'impatto dell'onda. Advantageously, the bow and stern lockers can consist of air pockets which, following the displacement of the liquid in the central or bilge locker and the presence of overpressure valves, are discharged when the liquid impacts against the air pocket and therefore the air is conveyed to the locker at the opposite end of the boat, taking advantage of the water hammer that occurs following the inversion of the boat's motion, that is, taking advantage of the bow or stern pitch that the boat makes with the impact wave.

Si è in pratica constatato come il sistema secondo il trovato assolva pienamente il compito nonché gli scopi prefissati, in quanto permette di generare un'onda nella posizione desiderata, senza dover spostare l'ancoraggio dell'imbarcazione a seconda delle condizioni di marea. In practice it has been found that the system according to the invention fully achieves the intended aim and objects, since it allows to generate a wave in the desired position, without having to move the anchorage of the boat according to the tide conditions.

Il sistema così concepito è suscettibile di numerose modifiche e varianti, tutte rientranti nell'ambito del concetto inventivo. The system thus conceived is susceptible of numerous modifications and variations, all of which are within the scope of the inventive concept.

Così, ad esempio, l'imbarcazione 1 può essere di tipo a catamarano o trimarano, con almeno una paratia mobile 4a tra i due o più scafi, in modo da ricevere comunque l'impatto dell'onda e tuttavia, portando la paratia in posizione sostanzialmente parallela al pelo dell'acqua, essere in grado di compiere la corsa di ritorno, a seguito dell'impatto con un'onda, con il minimo attrito possibile. Tale soluzione realizzativa è illustrata nella figura 10. Thus, for example, the boat 1 can be of the catamaran or trimaran type, with at least one movable bulkhead 4a between the two or more hulls, in order to receive the impact of the wave anyway and yet, by bringing the bulkhead into position substantially parallel to the surface of the water, being able to perform the return stroke, following the impact with a wave, with the minimum possible friction. This embodiment is illustrated in figure 10.

Inoltre tutti i dettagli potranno essere sostituiti da altri elementi tecnicamente equivalenti. Furthermore, all the details can be replaced by other technically equivalent elements.

Claims

1. System for the exploitation of energy deriving from wave motion, comprising a boat capable of being anchored, said boat being equipped with movement generating means capable of being triggered by the oscillation or linear movement that said boat receives when a wave against said boat, characterized in that it comprises wave generating means adapted to generate a wave in a predetermined position, able to impact against said boat.

2. System according to claim 1, characterized in that said wave generating means comprise a fixed obstacle which can be positioned in correspondence with the seabed, in proximity to said boat.

3. System according to claim 1 or 2, characterized in that said wave generating means comprise a barrier adjustable in inclination arranged in correspondence with the seabed.

4. System according to one or more of the preceding claims, characterized in that said wave generating means comprise at least one floating barge anchored in a fixed position and able to control a mobile bulkhead arranged with one end fixed to the seabed.

5. System according to one or more of the preceding claims, characterized in that it comprises a pair of barges arranged parallel and a movable bulkhead connected to said barges and connected at one end to the seabed.

6. System according to one or more of the preceding claims, characterized in that said barges are shaped in such a way as to present a recess for the wave which is inserted between said barges and impacts against said movable bulkhead.

7. System according to one or more of the preceding claims, characterized in that said displacement generating means comprise at least one cylinder with at least one piston sliding therein and with the piston rod connected directly to the seabed, said rod being connected to said seabed by a line passing through a tube made in such a way as to cross the hull of said boat.

8. System according to one or more of the preceding claims, characterized in that said motion generating means comprise at least one piston installed on board of said boat and connected to a winch for the recovery of a mooring line which anchors said boat to the seabed , said winch being adapted to recover said rope following the variation of the tide.

System according to one or more of the preceding claims, characterized in that said boat is provided with at least one central locker suitable for containing a liquid, said liquid being movable within said locker, following the oscillation of said boat.

10. System according to one or more of the preceding claims, 1 characterized in that said boat comprises at least a bow locker and a stern locker adapted to be filled with liquid to stabilize said boat.

11. System according to one or more of the preceding claims, characterized in that it comprises at least one bow locker and one stern locker adapted to be filled with air.

12. System according to one or more of the preceding claims, characterized in that said boat is of the catamaran or trimaran type, at least one movable bulkhead being arranged between the hulls of said boat.