BR112014000014B1

BR112014000014B1 - Sistema portátil de geração de energia solar e acionado pelo vento

Info

Publication number: BR112014000014B1
Application number: BR112014000014-0A
Authority: BR
Inventors: Lynn A. Miller
Original assignee: Lynn A. Miller
Priority date: 2011-07-01
Filing date: 2011-07-01
Publication date: 2022-01-11
Also published as: AU2011372536B2; EP2727153A1; PT2727153T; CA2877885A1; CA2877885C; EP2727153A4; NZ620192A; AU2011372536A1; EP2727153B1; BR112014000014A2; CN103891130B; DK2727153T3; CN103891130A; WO2013006164A1

Abstract

sistema portátil de geração de energia solar e acionado pelo vento. sistema portátil de geração de energia solar e acionado pelo vento (10) proporciona um sistema portátil, ecologicamente apropriado, para a geração de eletricidade. o sistema (10) inclui uma caixa portátil (12), tendo um telhado (14), junto com primeiro e segundo módulos solares (28, 30). o primeiro módulo solar (28) é montado no telhado (14) da caixa portátil (12). um suporte vertical portátil (34) é posicionado, removivelmente, adjacente à caixa portátil (12). uma turbina eólica (40), de preferência, é montada em uma extremidade superior (35) da mesma. um suporte extensível (16) se estende liberavelmente entre o telhado (14) e o suporte vertical (34) para suportar, liberavelmente, o segundo módulo solar (30). de preferência, um terceiro módulo solar (32) é ainda proporcionado e um suporte dobrável (18) é montado no suporte vertical portátil (34) para suportar, líberavelmente, o terceiro módulo solar (32). a turbina eólica (40) está em comunicação elétrica com os primeiro, segundo e terceiro módulos solares (28, 30, 32) e a eletricidade gerada é distribuída para uma carga elétrica, tal como uma bateria de armazenamento (b) ou semelhante.

Description

CAMPO TÉCNICO

[001] A presente invenção se refere à geração elétrica e, particularmente, a um sistema portátil de geração de energia solar e acionado pelo vento que proporciona um sistema portátil, ecologicamente correto, para gerar eletricidade para ser distribuída para uma carga elétrica, tal como uma bateria de armazenamento, uma saída de energia, um carregador para veículos elétricos ou semelhantes, ou uma combinação dos mesmos, ou, alternativamente, a energia elétrica pode ser transmitida na rede de energia elétrica pré-existente .

TÉCNICA ANTERIOR

[002] As preocupações com a poluição crescente, o aquecimento global e os custos do combustível levaram a um maior interesse no uso de energia elétrica para acionamento de veículos, utilizando energia elétrica sozinha, ou energia elétrica em um veículo híbrido, que também inclui um motor de combustão interna em tandem. A limitação inicial com relação a um veículo elétrico era a capacidade de carregamento das baterias, de modo a permitir ao veículo operar em velocidades comparáveis com motores de combustão interna e ao longo de períodos de tempo comparáveis.

[003] Os avanços tecnológicos em desenho da célula de armazenamento tornaram os veículos elétricos uma alternativa viável para os motores de combustão interna; no entanto, a capacidade de recarregar a célula de armazenamento ou baterias continua a ser um grande problema para a aceitação pela população em geral. Por exemplo, células de armazenamento aperfeiçoadas podem dar a um veículo elétrico um alcance de 100 milhas em velocidades comparáveis com motores de combustão interna. Isso limita o usuário a um raio de 50 milhas a partir de sua casa, uma vez que ele ou ela deve fazer uma viagem de volta, a fim de recarregar as células de armazenamento. A recarga normalmente envolve um cabo de alimentação conectado entre o veículo e uma estação de carregamento ou saída elétrica localizada dentro da garagem ou da moradia do usuário.

[004] Se estações de carregamento estiverem disponíveis em locais públicos ou privados, tais como garagens de estacionamento, paradas para descanso ou os estacionamentos privados associados a uma empresa particular, o veículo elétrico poderia ser recarregado enquanto no espaço de estacionamento ou estacionamento enquanto o motorista está no trabalho ou fazendo compras. A disponibilidade de tais estações de carregamento encorajaria a compra de veículos elétricos, uma vez que os potenciais compradores e usuários saberiam que eles não estariam limitados a um passeio ou viagem diária que foi definido pela carga da bateria ou célula de armazenamento.

[005] A capacidade e a opção de recarregar um veículo híbrido proporcionariam ao motorista uma escolha na seleção de combustível. O custo de uma unidade de eletricidade (medido em quilowatt-hora), em geral, é significativamente mais efetivo quando comparado com uma unidade similar de um combustível fóssil, hidrogênio ou combustível à base de álcool. A eletricidade, no entanto, é normalmente oferecida através da rede elétrica convencional e usinas de energia geram eletricidade por meio da queima de combustíveis fósseis ou através do uso de sistemas de energia nuclear potencialmente perigosos.

[006] Conforme o tempo passa, a demanda por energia elétrica continua a aumentar sem parar. Como um resultado do rápido aumento dos preços do petróleo e do gás natural desde o final de 1990, a crescente consciência de que as emissões de fontes de combustíveis fósseis são a causa provável do aquecimento global, e a necessidade de independência energética por razões de segurança nacional, tem havido um aumento da demanda por energia elétrica de baixo custo gerada a partir de recursos renováveis, como a eólica e a solar.

[007] Em resposta a essa demanda, juntamente com inovações no desenho de turbinas eólicas e na eficiência, geradores elétricos de turbinas eólicas em uma grande escala de utilidade (comumente referido como "grande vento") foram construídos em áreas remotas do país com alto potencial eólico. Essa fonte de energia cada vez mais competitiva está proporcionando, constantemente, uma parte crescente da eletricidade dos EUA sem consumir qualquer recurso natural ou emitir qualquer gás poluente ou de efeito estufa. Geração de energia eólica está crescendo rapidamente por todo o EUA. A energia eólica cresceu 29% anualmente de 2002 a 2007 e a capacidade de geração de energia eólica instalada é agora mais de 20.000 MW (estimado até o final de 2008). A energia eólica fornece atualmente 1% da eletricidade do país, mas estima-se ser capaz de fornecer tanto quanto 20% até 2020. Aumentos rápidos similares na geração de energia solar e novos sistemas de coleta solar são de grande interesse.

[008] Infelizmente, coletores solares em grande escala e geradores, junto com parques eólicos, atualmente têm inúmeras desvantagens para fornecer energia para o público em geral, ao contrário de casas unifamiliares, por exemplo. Módulos solares, consistindo de pelo menos um painel solar, e turbinas eólicas são muito caros e também devem estar localizados em áreas de alta exposição ao sol e de potencial eólico. Terra para um grande sistema de geração de energia solar e / ou eólica tem que ser comprada ou alugada. Além disso, o desenvolvedor de energia tem que comprar servidões de linhas de transmissão do gerador para a rede elétrica de transmissão existente. Como resultado, o tempo de desenvolvimento é longo e os custos são muito elevados. Devido a essas restrições, muitos novos parques eólicos e solares grandes não podem ser construídos por seis a dez anos.

[009] Além disso, essas usinas e estações de geração de energia, tipicamente, estão localizadas remotamente das grandes áreas urbanas, experimentando o mais rápido crescimento na demanda por eletricidade. Para geração solar, uma clara visão do céu é necessária, sem construções bloqueando a exposição solar e para geração eólica um curso livre similar para as correntes de vento deve ser proporcionado. A transmissão dessa energia elétrica gerada através de longas distâncias tem tributado a rede de transmissão existente até os seus limites, o que agrava os problemas de energia e energia elétrica já mais prementes da nação, incluindo apagões e quedas de energia, preocupações com a segurança energética, questões de qualidade da energia, padrões de emissões mais rígidos, os gargalos de transmissão, bem como o desejo de maior controle sobre os custos da energia.

[010] Esses problemas na rede de transmissão dificultam o desenvolvimento da energia solar e parques eólicos tanto para os desenvolvedores quanto para entidades governamentais construírem nova capacidade de transmissão em longas distâncias. Isso vai exigir enorme investimento de capital e ciclos de desenvolvimento muito longos por causa da necessidade de comprar "direitos de passagem" adicionais ou servidões para as novas linhas de transmissão. Tais atrasos e investimento de capital aumentam substancialmente os custos de energia por KWH para o consumidor, tornando mais cara a energia elétrica gerada pelo sol e pelo vento.

[011] A geração eólica em menor escala também é conhecida e, normalmente, também é baseada em turbina acionada para gerar energia. No entanto, as turbinas impulsionadas pelo vento típicas são relativamente ineficientes, muitas vezes, convertendo apenas uma pequena fração da energia cinética do vento em energia elétrica utilizável, e também sendo eficaz apenas quando o vento está soprando em uma direção particular, dentro de uma pequena faixa de velocidades desejáveis. Do mesmo modo, a geração de energia solar em pequena escala é bem conhecida, mas, tipicamente, está limitada a apenas uma localização de pequena escala e fixa, tal como uma casa unifamiliar ou semelhante. Atualmente, nem energia solar nem a energia eólica estão prontamente disponíveis para uso em uma escala pública, como que obrigado tal como aquela requerida para fornecer estações de carregamento públicas para veículos elétricos.

[012] Assim, um sistema portátil de geração de energia solar e eólica, que resolva os problemas acima mencionados, é desejado.

EXPOSIÇÃO DA INVENÇÃO

[013] O sistema portátil de geração de energia solar e eólica fornece um sistema ecologicamente correto, portátil, para a geração de eletricidade. O sistema pode ser usado como uma estação de carregamento portátil para veículos elétricos, por exemplo. O sistema portátil de geração de energia solar e eólica inclui uma caixa portátil tendo um telhado, como um reboque, uma pequena casa portátil, um galpão ou similares. A caixa portátil está adaptada para o posicionamento removível sobre uma superfície de suporte, tal como o solo, um bloco de concreto, uma superfície de asfalto ou revestida, um estacionamento ou semelhante.

[014] Primeiro e segundo módulos solares são fornecidos. Cada módulo solar inclui, pelo menos, um painel solar. O primeiro módulo de energia solar é montado no telhado da caixa portátil. O suporte vertical portátil está posicionado, removivelmente, adjacente à caixa portátil. O suporte vertical portátil inclui uma base adaptada para suportar o suporte vertical portátil sobre a superfície de suporte e uma extremidade superior. Uma turbina eólica, de preferência, é montada na extremidade superior.

[015] Um suporte extensível é ainda proporcionado. O suporte extensível suporta liberavelmente, o segundo módulo solar. O suporte extensível tem primeira e segunda extremidades opostas. A primeira extremidade é presa, liberavelmente, ao telhado da caixa portátil e a segunda extremidade é presa, liberavelmente, ao suporte vertical portátil.

[016] De preferência, um terceiro módulo solar é ainda proporcionado e um suporte dobrável é montado no suporte vertical portátil para suportar, liberavelmente, o terceiro módulo solar. A turbina eólica montada na extremidade superior do suporte vertical portátil está em comunicação elétrica com os primeiro, segundo e terceiro módulos solares e a eletricidade assim gerada é distribuída para uma carga elétrica, tal como uma bateria de armazenamento, uma saída de energia, um carregador para veículos elétricos ou semelhante ou uma combinação dos mesmos. Alternativamente, a energia elétrica pode ser transmitida para a rede de energia elétrica pré-existente. Ainda, a saída de energia, a bateria de armazenamento ou outra carga elétrica pode ser associada com um escritório portátil, local de trabalho, unidade educacional portátil ou outro local.

[017] Alternativamente, a caixa do sistema portátil de geração de energia solar e acionado pelo vento pode ser removido, o sistema, incluindo primeiro e segundo módulos solares e um suporte vertical portátil tendo uma base adaptada para suportar o suporte vertical portátil na superfície de suporte e uma extremidade superior. Um suporte extensível é montado, articuladamente na extremidade superior do suporte vertical portátil para suportar, liberavelmente, os primeiro e segundo módulos solares.

[018] Nesta modalidade alternativa, um rastreador de posição solar é fornecido para rastrear a posição do sol e o suporte extensível é acionado rotativamente de modo que os primeiro e segundo módulos solares recebem uma intensidade máxima de radiação solar com base na posição rastreada do sol.

[019] Preferivelmente, uma turbina eólica é ainda montada na extremidade superior do suporte vertical portátil. A turbina eólica está em comunicação elétrica com o primeiro e o segundo módulos solares, e a eletricidade gerada deste modo é distribuída para uma carga elétrica, tal como uma bateria de armazenamento, uma saída elétrica, um carregador para veículos elétricos ou similares, ou uma combinação dos mesmos. Alternativamente, a energia elétrica pode ser transmitida para a rede de energia elétrica pré-existente. Além disso, a saída de energia, bateria de armazenamento ou outra carga elétrica pode ser associada com um escritório, local de trabalho, instituição de ensino portátil ou outro local.

[020] Estas e outras características da presente invenção irão se tornar prontamente evidentes após uma análise posterior da especificação seguinte e dos desenhos.

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS

[021] A Figura 1 é uma vista lateral de um sistema portátil de geração de energia solar e acionado pelo vento de acordo com a presente invenção.

[022] A Figura 2 é uma vista de topo de um sistema portátil de geração de energia solar e acionado pelo vento, de acordo com a presente invenção.

[023] A Figura 3 é uma vista lateral do sistema portátil de geração de energia solar e acionado pelo vento da Figura 1, mostrado sendo utilizado como uma estação de carregamento de um veículo elétrico.

[024] A Figura 4 é uma vista lateral parcial do sistema portátil de geração de energia solar e acionado pelo vento da Figura 1 mostrado em um estado parcialmente dobrado para o transporte.

[025] A Figura 5 é uma vista lateral de uma modalidade alternativa do sistema portátil de geração de energia solar e acionado pelo vento, de acordo com a presente invenção.

[026] A Figura 6 é uma vista lateral de uma outra modalidade alternativa do sistema portátil de geração de energia solar e acionado pelo vento.

[027] A Figura 7 é uma vista lateral parcial do sistema portátil de geração de energia solar e acionado pelo vento da Figura 1, mostrado sendo transportado.

[028] A Figura 8 é uma vista parcial de uma estrutura de montagem para um poste do sistema portátil de geração de energia solar e acionado pelo vento da Figura1.

[029] A Figura 9 é uma vista de topo do sistema portátil de geração de energia solar e acionado pelo vento da Figura 6.

[030] A Figura 10 é uma vista posterior do sistema portátil de geração de energia solar e acionado pelo vento da Figura 1, mostrado sendo transportado.

[031] Os caracteres de referência semelhantes denotam características correspondentes de forma consistente ao longo dos desenhos anexos.

MELHOR MODO PARA REALIZAÇÃO DA INVENÇÃO

[032] Fig. 1 ilustra uma primeira modalidade do sistema portátil de geração de energia solar e acionado pelo vento 10. O sistema 10 é uma estação portátil, ecologicamente correta, para geração de eletricidade. O sistema portátil de geração de energia solar e acionado pelo vento 10 pode ser usado como uma estação de carregamento portátil para veículos elétricos, por exemplo. Deve ser compreendido que a energia elétrica pode ser usada para qualquer finalidade desejada, tal como a distribuição para uma carga elétrica, tal como uma bateria de armazenamento, uma saída elétrica, um carregador para veículos elétricos ou similares, ou uma combinação dos mesmos. Alternativamente, a energia elétrica pode ser transmitida para a rede de energia elétrica pré-existente. Além disso, a saída de energia, bateria de armazenamento ou outra carga elétrica pode ser associada a um escritório portátil, local de trabalho, instituição de ensino portátil ou outro local.

[033] Como melhor mostrado nas Figuras 1 e 2, o sistema portátil de geração de energia solar e acionado pelo vento 10 inclui uma caixa portátil 12, que tem um telhado 14, tal como um trailer, uma pequena casa portátil, um galpão ou semelhante. A caixa portátil 12 está adaptada para o posicionamento removível em uma superfície de suporte S, tal como o solo, um bloco de concreto, uma superfície de asfalto ou revestida, um parque de estacionamento ou semelhante. De preferência, deslizadores 38, ou suportes semelhantes, são montados no piso da caixa 12, como mostrado, no suporte facilmente removível da caixa 12 na superfície de S.

[034] Os primeiro e segundo módulos solares 28, 30 são dotados, cada um, com o módulo solar 28, 30, incluindo pelo menos um painel solar fotovoltaico. De preferência, cada módulo solar é compreendido de um arranjo de células fotovoltaicas dispostas em painéis solares. Os painéis solares são bem conhecidos na técnica, e qualquer tipo adequado de painel solar utilizado para geração de energia elétrica pode ser usado. Detalhes de um arranjo fotovoltaico portátil exemplificativo de painéis solares dispostos em um circuito eletrônico, que gera energia elétrica que poderia ser utilizada em uma estação de carregamento, estão incluídos na Patente dos EUA 7.492.120, emitida em 17 de fevereiro de 2009, que é aqui incorporada por referência na sua totalidade.

[035] O primeiro módulo de energia solar 28 está montado no telhado 14 da caixa portátil 12. A caixa portátil 12 é construída usando painéis isolados estruturais (SIPs), cada um dos quais é compreendido de um núcleo de isolamento de espuma rígida de plástico prensado entre dois revestimentos estruturais de painéis de filamentos orientados. De preferência, o primeiro módulo solar 28 está permanentemente fixado ao telhado 14 e pode ser fixado ao mesmo por qualquer tipo adequado de dispositivo de fixação ou acessório, tais como adesivos, parafusos ou algo semelhante.

[036] Um suporte vertical móvel 34 está posicionado, removivelmente, adjacente à caixa portátil 12. O suporte vertical móvel 34 inclui uma base 36, adaptada para suportar o suporte vertical portátil 34 sobre a superfície de suporte S, e uma extremidade superior 35. Uma turbina eólica 40 é, de preferência, montada na extremidade superior 35. As turbinas eólicas são bem conhecidas na técnica e qualquer tipo adequado de turbina eólica utilizada para geração de energia elétrica pode ser utilizado. A turbina eólica 40 é, de preferência, montada de forma removível sobre a extremidade superior 35, o que permite transporte fácil do sistema 10. Qualquer tipo adequado de montagem liberável pode ser usado para a turbina eólica montado de forma removível 40 na extremidade superior 35.

[037] Um suporte extensível 16 é ainda fornecido, com o suporte extensível 16 suportando removivelmente o segundo módulo solar 30. O suporte extensível 16 tem primeira e segunda extremidades opostas 17, 19, respectivamente, com a primeira extremidade 17 sendo presa, removivelmente, ao telhado 14 da caixa portátil 12, e a segunda extremidade 19, sendo ligada de forma removível ao suporte vertical portátil 34.

[038] Na vista lateral da figura 1, apenas um único poste ou suporte vertical 34 é mostrado. Como mostrado na vista de topo da fig. 2, o suporte vertical 34 inclui, preferivelmente, um par de postes, de preferência, espaçados para além da largura do telhado 14 da caixa 12. A barra transversal 44, de preferência, se estende entre os mesmos para apoiar a segunda extremidade 19 do suporte extensível 16. A segunda extremidade 19 pode ser presa ao suporte vertical 34, através do uso de qualquer tipo adequado de fixação liberável, tais como ganchos, parafusos removíveis, pinos deslizantes ou semelhante. De igual modo, como mostrado na figura 4, a primeira extremidade 17 de suporte extensível 16 pode ser presa à beira do telhado 14 através da utilização de qualquer tipo adequado de fixação liberável, como ganchos, parafusos removíveis, pinos deslizantes ou similares. Como ainda mostrado na fig. 2, pode ser proporcionado um par de turbinas eólicas 40, com cada uma sendo montada sobre um respectivo um dos postes de suporte vertical portátil 34.

[039] De preferência, como mostrado nas Figuras 1-4, um terceiro módulo de energia solar 32 é ainda fornecido, com um suporte dobrável 18, sendo montado no suporte vertical portátil 34 para suportar, liberavelmente, o terceiro módulo solar 32. O suporte dobrável 18 inclui, de preferência, um eixo principal 20, articuladamente fixado ao suporte vertical 34, com eixos pivô secundários 24, 26 ao mesmo articuladamente seguro para apoiar o terceiro módulo solar 32. Alternativamente, como mostrado no estado de dobrado da fig. 4, o suporte dobrável 18 pode ser, de modo permanente, preso, de forma articulada, à superfície inferior do terceiro módulo solar 32.

[040] Na configuração transportável dobrada da figura 4, o primeiro módulo de energia solar 28 está de preferência montado de forma permanente no telhado 14. Braçadeiras 48, ou qualquer outro tipo adequado de prendedores liberáveis, prende, liberavelmente, a superfície inferior do segundo módulo solar 30 ao primeiro módulo solar 28. Como mostrado, extremidades de apoio do segundo módulo solar 30 e do terceiro módulo solar 32 são unidas uma à outra por uma articulação 50, que pode ser qualquer tipo adequado de articulação ou pivô. Primeiro, segundo e terceiro módulos solares 28, 30, 32 são ligados, eletricamente, na configuração completamente implantada da figura1.

[041] Como uma alternativa, o segundo módulo solar 30 e terceiro módulo solar 32 dobrados podem ser fixados à parede lateral da caixa 12, ou podem ser removidos por completo, com a caixa 12 (e o primeiro módulo solar fixo 28) sendo posicionada em separado do segundo e terceiro módulos solares dobrados 30, 32. A caixa 12, os segundo e terceiro módulos solares dobrados 30, 32 (com suporte dobrável anexado 18), o suporte vertical portátil 34 e o suporte extensível 16 (juntamente com quaisquer outros elementos associados, como uma bateria de armazenamento separada B) podem ser facilmente carregados para um caminhão, um reboque ou semelhante, e transportados para qualquer local desejado.

[042] Após a implantação, a caixa 12 é descarregada do caminhão, reboque ou similar, apoiada na superfície de apoio S por deslizadores 28 e o suporte vertical portátil 34 está posicionado na superfície de apoio S, longe da caixa 12, de modo que o suporte extensível 16 pode ser montado liberavelmente entre as mesmas. A turbina eólica 40 é montada sobre a extremidade superior do suporte vertical 34 e o segundo módulo solar 30 é montado no suporte extensível 16. O terceiro módulo solar 32 é desdobrado do segundo módulo solar 30, com o suporte dobrável 18 se estendendo para baixo do mesmo para contatar o suporte vertical 34 (a sua extremidade inferior pode ser pesa ao suporte vertical 34 por qualquer tipo adequado de fixação liberável, tais como parafusos removíveis, pinos deslizantes ou similares) e proporcionar posicionamento e suporte para o terceiro módulo solar 32.

[043] A turbina eólica 40, montada na extremidade superior 35 do suporte vertical portátil 34 está em comunicação elétrica com o primeiro, o segundo e o terceiro módulos solares 28, 30, 32 e a eletricidade assim gerada é distribuída para uma carga elétrica, como uma bateria de armazenamento ou banco de baterias B, uma saída de energia, um carregador para veículos elétricos ou semelhantes, ou uma combinação dos mesmos. A Figura 3 ilustra um carregamento de veículo elétrico V exemplificativo através de uma saída 46, a qual está em comunicação elétrica com a bateria de armazenamento B. Deve ser compreendido que a turbina eólica 40 e o primeiro, o segundo e o terceiro módulos solares 28, 30, 32 podem ser usados para suplementar a rede elétrica, podem ser usados para substituir a energia fornecida pela rede elétrica, podem ser usados com ou sem a bateria de armazenamento ou o banco de baterias B, ou podem ser usados para fornecer energia a qualquer carga elétrica desejada.

[044] Além disso, deve ser entendido que o sistema 10 pode ser utilizado em combinação com quaisquer elementos estruturais adicionais desejados. Por exemplo, os segundo e terceiro módulos solares 30, 32 proporcionam uma cobertura do tipo tenda, a qual pode ser utilizada em combinação com, por exemplo, uma lona, para criar uma caixa secundária, semelhante à garagem para o veículo V da figura 3. Essa tenda pode, alternativamente, ser utilizada para qualquer finalidade desejada que requeira a utilização de eletricidade, tal como um show de entretenimento ou algo semelhante. Além disso, após a implantação, os suportes podem e os módulos solares podem ser posicionados manualmente e implantados, ou pode incluir elementos de acionamento adicionais, tais como cilindros hidráulicos ou semelhantes, que permitem a sua implementação automática.

[045] Na modalidade da figura 6, o sistema 10 da Figura 1 foi modificado para incluir um suporte vertical portátil com uma cobertura que é colocada a partir dos segundo e terceiro módulos solares 30, 32, conforme mostrado.Adicionalmente, a armação 41 pode ser suspensa do pelo menos segundo módulo solar 30 para suportar luzes 43 ou semelhantes, que podem brilhar em um palco 39. Na figura 6, ambos, o segundo módulo solar 30 e o terceiro módulo solar 32 são mostrados estando estendidos, com a extremidade livre do terceiro módulo solar 32 sendo suportada pelo suporte vertical 34. A armação 41 estende-se através das superfícies inferiores de ambos, o segundo e o terceiro módulos solares, com a armação, de preferência, tendo um ponto central de dobradura colocado por baixo da junção articulada entre os segundo e terceiro módulos solares 30, 32. Como uma alternativa adicional, a base 36 pode ser modificada para incluir uma estrutura de articulação 37, permitindo a fácil dobra do suporte vertical 34. Deve ser entendido que a figura 6 representa uma visão parcial da estrutura da cobertura. De preferência, a cobertura forma um envoltório completo, como ilustrado na vista de topo da figura 9. Na figura 9, deve-se notar que um par de postes de apoio da turbina 34 é mostrado, como na figura 2.

[046] A Figura 8 ilustra uma estrutura de montagem, com a extremidade inferior do suporte vertical 34 sendo primeiro afundada em uma superfície de suporte, a qual pode ser uma base de concreto derramado ou semelhante, e com uma base 36 sendo assentada na sua superfície, após o endurecimento. A base 36 inclui uma dobradiça pivô 37, em um lado da mesma, como mostrado, com um pino de travamento correspondente 39 ou semelhante fixado à outra de suas extremidades. Como mostrado, todos os tipos adequados de parafusos ou outros dispositivos de fixação removíveis podem ainda ser aplicados.

[047] As Figuras 7 e 10 ilustram o sistema 10 da Figura 1 no estado dobrado e colocado sobre um suporte móvel 57 ou semelhante, para transporte. O suporte 57 é o principal suporte para a construção, permitindo que toda a unidade seja facilmente deslocada. O suporte 57 tem uma configuração semelhante à de um reboque convencional, mas através do fornecimento do suporte móvel 57, a estrutura não tem que ser levantada separadamente (e removida) em um reboque externo. De preferência, um cilindro hidráulico 45 é preso de forma articulada ao suporte 57 para interligação articulada em três vias entre uma haste de suporte 59 (a qual também está presa de forma articulada ao suporte 57 em 49) e o suporte vertical 34. Deve ser compreendido que qualquer tipo adequado de dispositivo de levantamento ou de abaixamento pode ser utilizado para elevar o suporte de construção. O suporte 57 inclui a roda 51 em uma das suas extremidades. A extremidade oposta tem um engate de reboque convencional ou semelhante, montado na mesma, conforme mostrado. A roda 51 é montada sobre um suporte rotativo 53, que pode ser girado para cima, para longe do solo, quando o transporte é completado, permitindo assim que reboque 57 descanse no solo (com a rotação sendo indicada pela seta direcional na FIG.7). Como mostrado, eixo de torção ou suporte 53 também pode ser usado para prender a bateria B ao lado da caixa 12. Os suportes giratórios 53 são mostrados melhor na vista posterior da figura 10. Deve ser compreendido que a construção 12 pode ser posicionada a 90 graus ou 180 graus a partir da orientação mostrada, com respeito ao suporte 57.

[048] Deve ser compreendido que a caixa 12, o telhado 14, os módulos solares 28, 30, 32, os suportes verticais 34 e o suporte dobrável 18 podem ter qualquer configuração, tamanho ou dimensões desejadas, dependendo da utilização pretendida dos mesmos. Além disso, os módulos solares 28, 30, 32 podem ter qualquer tipo de recurso de ajuste de azimute ou de elevação para controle uníssono ou individual dos referidos módulos. O suporte extensível 16 pode ser qualquer tipo adequado de suporte, como trilhos separáveis ou semelhantes e qualquer tipo adequado de suporte dobrável 18 pode ser utilizado. Da mesma forma, qualquer tipo apropriado de conexão elétrica entre turbina eólica 40, os módulos solares 28, 30, 32, a bateria B e saída 46 podem ser utilizados.

[049] Em alternativa, como mostrado na fig. 5, a caixa 12 pode ser retirada, com o sistema 100 da Figura 5, incluindo primeiro e segundo módulos solares 128, 129, respectivamente, e um suporte vertical portátil 134 que possui uma base 147 adaptada para suportar o suporte vertical portátil 146 na superfície de suporte S e uma extremidade superior 149. Um suporte arqueado 118 é montado articuladamente no suporte vertical portátil 134 para suportar, liberavelmente, o primeiro e o segundo módulos solares 128, 129. A base arqueada inclui armações que contatam e suportam os módulos solares implantados 128 e 129. Alternativamente, vários suportes verticais podem ser utilizados, permitindo uma ligação do tipo em série de unidades múltiplas.

[050] Nesta modalidade alternativa, um sistema rastreador de posição solar e de acionamento 120 é fornecido para rastrear a posição do sol, e o suporte 118 é acionado rotativamente, de tal modo que os primeiro e segundo módulos solares 128, 129 recebem uma intensidade máxima da radiação solar com base na posição rastreada do sol. O rastreamento é realizado, de preferência, tanto para o movimento diário do sol através do céu, assim como para as mudanças sazonais de posicionamento do sol. Esses sistemas de rastreamento solar e de acionamento para módulos solares são bem conhecidos na arte, e qualquer tipo adequado de sistema de rastreamento e acionamento pode ser utilizado. Exemplos de tais sistemas são mostrados nas Patentes dos EUA Nos 7.569.764; 7.501.572 e 7.339.739, cada uma das quais é aqui incorporada por referência.

[051] Preferivelmente, uma turbina eólica 140 está ainda montada na extremidade superior 149 do suporte vertical portátil 134. A turbina eólica 140 está em comunicação elétrica com o primeiro e o segundo módulos solares 128, 129 e a eletricidade assim gerada é distribuída para uma carga elétrica, tal como uma bateria de armazenamento ou uma saída de energia 146, utilizada como um carregador para veículos elétricos ou semelhantes. Cargas elétricas adicionais, tais como luzes 130, podem, ainda ser alimentadas pela eletricidade gerada por turbinas eólicas 140 e primeiro e segundo módulos solares 128, 129. Alternativamente, tal como descrito nas modalidades anteriores, a energia elétrica pode ser usada para qualquer finalidade desejada, essa distribuição para uma carga elétrica, tal como uma bateria de armazenamento, uma saída de energia, um carregador para veículos elétricos ou similares, ou uma combinação dos mesmos. Alternativamente, a energia elétrica pode ser transmitida para a rede de energia elétrica pré-existente. Além disso, a saída de energia, a bateria de armazenamento ou outra carga elétrica podem estar associadas a um escritório, local de trabalho, instituição de ensino móvel ou outro local.

[052] Deve ser compreendido que a presente invenção não está limitada às modalidades descritas acima, mas envolve qualquer e todas as modalidades dentro do escopo das reivindicações a seguir.

Claims

1. Sistema portátil de geração de energia solar e acionado pelo vento (10), compreendendo: - uma caixa portátil (12) tendo um telhado (14); - primeiro e segundo módulos solares (28, 30), cada um dos módulos solares (28, 30) tendo pelo menos um painel solar fotovoltáico, o primeiro módulo solar (28) sendo permanentemente fixado ao telhado (14) da caixa portátil (12), em uma disposição fixa; - um suporte vertical portátil (34) posicionado, removivelmente, adjacente e espaçado da caixa portátil (12); - um suporte extensível (16) para suportar, liberavelmente, o segundo módulo solar (30) no mesmo, o suporte extensível (16) tendo primeira e segunda extremidades opostas (17, 19); - meios para prender, liberavelmente, a primeira extremidade (17) do suporte extensível (16) ao telhado (14) da caixa portátil (12), caracterizado pelo fato de que o suporte extensível (16) se estende para fora a partir do telhado (14) da caixa portátil (12); - meios para prender, liberavelmente, a segunda extremidade (19) do suporte extensível (16) ao suporte vertical portátil (34); e - meios para transmitir, seletivamente, a eletricidade gerada pelos primeiro e segundo módulos solares (28, 30) para uma carga elétrica.

2. Sistema portátil de geração de energia solar e acionado pelo vento (10), de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de ainda compreender: - um terceiro módulo solar (32) em comunicação elétrica com os referidos primeiro e segundo módulos solares (28, 30); e - um suporte dobrável (18) montado no referido suporte vertical portátil (34) para suportar, liberavelmente, o terceiro módulo solar (32).

3. Sistema portátil de geração de energia solar e acionado pelo vento (10), de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de ainda compreender uma turbina eólica (40) montada no referido suporte vertical portátil (34), a turbina eólica (40) estando em comunicação elétrica com os referidos meios para transmitir, seletivamente, a eletricidade gerada pelos referidos primeiro e segundo módulos solares (28, 30) para a carga elétrica.

4. Sistema portátil de geração de energia solar e acionado pelo vento (10), de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pelo fato de o referido suporte dobrável (18) para o referido terceiro módulo solar (32) ainda compreender: - um eixo principal (20) preso, articulavelmente, ao referido suporte vertical portátil (34); e - eixos pivô secundários (24, 26) presos, articulavelmente, ao eixo principal (20).

5. Sistema portátil de geração de energia solar e acionado pelo vento (10), de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pelo fato de ainda compreender: - uma pluralidade de grampos prendendo, liberavelmente, uma superfície inferior do referido segundo módulo solar (30) ao referido primeiro módulo solar (28); e - uma articulação (50) conectando o referido terceiro módulo solar (32) ao referido segundo módulo solar (30).