BR112018074680B1 - Dispositivo estacionário para trituração de resíduos, e, método para operar um dispositivo estacionário para trituração de resíduos - Google Patents

Abstract

A invenção se refere a um dispositivo estacionário para trituração de resíduos, compreendendo pelo menos um eixo de trituração, pelo menos um motor elétrico para acionar pelo menos um eixo de trituração, uma conexão de rede elétrica para suprir o dispositivo estacionário para trituração de resíduos com energia elétrica e um acumulador de energia para armazenar energia e para suprir pelo menos parcialmente pelo menos um motor elétrico com energia elétrica, em particular para cobrir picos de potência. A invenção adicionalmente se refere a um método correspondente para operar o dispositivo estacionário para trituração de resíduos.

Description

Campo de invenção

[001] A invenção se refere a um dispositivo estacionário para trituração de resíduos tendo pelo menos um eixo de trituração, pelo menos um motor elétrico para acionar pelo menos um eixo de trituração e uma conexão de rede elétrica para suprir o dispositivo estacionário para trituração de resíduos com energia elétrica.

[002] Em todas as descrições seguintes, tanto o Estado da Técnica quanto a descrição da invenção, apenas um componente do sistema é citado para efeitos de simplificação. Certamente, dois ou mais componentes podem estar presentes ou ser providos no sistema. Por exemplo, um eixo de trituração ou um gerador ou motor elétrico é sempre citado. Dependendo do sistema de trituração, pode também haver dois ou mais eixos de trituração. Também com relação aos componentes de acionamento, pode ser diversos motores de combustão, geradores, motores elétricos ou acumuladors de energia e outros múltiplos componentes.

Estado da Técnica

[003] Dispositivos de trituração de resíduos projetados para operação estacionária podem incluir, por exemplo, um motor diesel ou um motor elétrico para acionar um eixo de trituração.

[004] No caso de um acionamento elétrico do eixo de trituração, uma conexão para uma rede elétrica é provida. O dispositivo estacionário para trituração de resíduos é então operado exclusivamente com energia elétrica da rede elétrica. Entretanto, em virtude de flutuações na demanda de energia elétrica ocorrerem durante operação do dispositivo de trituração de resíduos, por exemplo, em virtude de material sólido e macio a ser triturado ser misturado, ou em virtude de a força a ser aplicada para trituração depender da orientação aleatória do material no eixo de trituração, cargas de pico podem ocorrer, que, em alguns casos, são significativamente maiores que a carga média. Tais picos de carga têm que ser providos pelo motor elétrico ou a energia elétrica/potência suprida ao motor elétrico pela rede elétrica.

[005] Similarmente, a corrente inicial na partida, que pode ser até quatro vezes a corrente nominal do motor elétrico, tem um efeito negativo nos custos de energia totais de um sistema de trituração como esse.

[006] De acordo com o Estado da Técnica, são feitas tentativas de contrabalançar esses aspectos negativos pelos assim chamados dispositivos de comutação para partida macia ou por conversores de frequência. Isto é possível apenas até um ponto muito limitado. Esses dispositivos de comutação também não são muito populares com operadoras da rede, já que eles podem levar a “contaminação” da rede através da geração dos assim chamados harmônicos.

[007] Este procedimento do estado da técnica é desvantajoso em que exige que tarifas mais altas sejam acordadas com as operadoras da rede de eletricidade, que não apenas provêm um consumo de potência médio, mas também o máximo. Essas tarifas são independentes de quão frequentemente a máxima capacidade é extraída. Custos relativamente altos devem, portanto, ser incorridos para tarifas com alta capacidade, mesmo se a máxima capacidade for apenas raramente solicitada.

[008] Também não deve ser desconsiderado que isso não é apenas a respeito de custos dos assim chamados preço de trabalho e serviço. Em muitos casos, a capacidade da rede elétrica para a potência de acionamento de tais trituradores estacionários não é disponível em certos locais. Além do mais, a potência provida é medida de acordo com a máxima exigência de potência. No caso de um triturador como esse, de acordo com a corrente inicial e a carga de pico do processo de trituração. Para esta exigência de potência muito alta, os custos pontuais para a conexão de rede elétrica e dessa forma para a expansão em rede suprarregional e os custos em andamento para a capacidade provida são calculados. Além dos custos do assim chamado preço de trabalho, existem também os custos do assim chamado custo- benefício, que é predominantemente calculado com base nos mais altos 15 minutos de volume de eletricidade da eletricidade comprada em um mês.

[009] Além desses custos, os custos adicionais do assim chamado hardware também não são insignificantes. Tanto o equipamento de transformador quanto a provisão de um gerador a diesel se o suprimento de potência não for da rede, os sistemas do mecanismo de distribuição e fusível, bem como as conexões de cabo, têm que ser projetados para a máxima corrente de pico que ocorre, que causa consideráveis custos.

Descrição da invenção

[0010] A invenção é, portanto, baseada no objetivo de superar pelo menos parcialmente as desvantagens supramencionadas, dessa forma reduzindo consideravelmente a carga conectada realmente exigida da rede elétrica, e evitando ou atenuando ao máximo possível os picos de potência que ocorrem por causa da corrente inicial do motor elétrico e os picos de carga causados pelo próprio processo de trituração.

[0011] Este objetivo é solucionado por um dispositivo estacionário para trituração de resíduos de acordo com a reivindicação 1. Modalidades adicionais vantajosas são definidas nas reivindicações dependentes.

[0012] O dispositivo estacionário para trituração de resíduos de acordo com a invenção compreende pelo menos um eixo de trituração, pelo menos um motor elétrico para acionar pelo menos um eixo de trituração, uma conexão na rede de potência para suprir o dispositivo estacionário para trituração de resíduos com energia elétrica e um acumulador de energia para armazenar energia e para suprir pelo menos parcialmente pelo menos um motor elétrico com energia elétrica, em particular, para cobrir picos de potência. Isto tem a vantagem de que a proporção de picos de carga que excedem a potência nominal não tem que ser coberta pela potência da rede elétrica, mas é provida pelo acumulador de energia. Tais picos de potência podem também ocorrer durante a partida do dispositivo de trituração de resíduos na forma de uma corrente inicial. A invenção possibilita prover menos potência da rede elétrica do que, por exemplo, quando uma porção dos picos de potência que excedem a potência nominal tiver que ser extraída da rede elétrica. Dessa forma, mesmo uma rede elétrica fraca é submetida a menos carga, o que significa que falhas da rede podem ser evitadas.

[0013] Uma modalidade do dispositivo estacionário para trituração de resíduos de acordo com a invenção consiste no fato de que pelo menos uma transmissão ou um acionamento de correia de transmissão pode ser provida entre pelo menos um motor elétrico e pelo menos um eixo de trituração. Com a transmissão ou acionamento de correia de transmissão, uma conexão entre o motor elétrico e o eixo de trituração e/ou uma distribuição de carga por meio de um acionamento para diversos eixos de trituração, por exemplo, por meio de uma transmissão síncrona, pode opcionalmente ocorrer.

[0014] Uma outra modalidade do dispositivo estacionário para trituração de resíduos de acordo com a invenção consiste no fato de que ele pode compreender adicionalmente: um conversor CA/CC para converter corrente alternada da conexão de rede elétrica em corrente contínua, um conversor CC/CA para converter corrente contínua em corrente alternada para pelo menos um motor elétrico, e um circuito intermediário arranjado entre o conversor CA/CC e o conversor CC/CA com um módulo de gerenciamento de energia para acoplar o acumulador de energia, em que cada motor elétrico é um motor de corrente alternada. Desta maneira, um motor CA pode ser suprido tanto com energia da rede elétrica quanto do acumulador de energia.

[0015] Uma outra modalidade do dispositivo estacionário para trituração de resíduos inventivo é que ele pode compreender adicionalmente: um conversor CA/CC para converter corrente alternada da conexão de rede elétrica em corrente contínua e um circuito intermediário arranjado entre o conversor CA/CC e pelo menos um motor elétrico com um módulo de gerenciamento de energia para acoplar o acumulador de energia, cada motor elétrico sendo um motor de corrente contínua. Desta maneira, um motor CC pode ser suprido tanto com energia da rede elétrica quanto do acumulador de energia.

[0016] Uma outra modalidade do dispositivo estacionário para trituração de resíduos de acordo com a invenção é que ele pode compreender adicionalmente: um carregador provido entre a conexão de rede elétrica e o acumulador de energia para carregar o acumulador de energia, em que o acumulador de energia é provido para suprir completamente energia elétrica a pelo menos um motor elétrico, em que, se cada motor elétrico for um motor CA, adicionalmente um conversor CC/CA para converter corrente contínua em corrente alternada é provido para pelo menos um motor elétrico. Nesta modalidade, o motor elétrico é operado apenas com energia do acumulador de energia, o acumulador de energia sendo carregado ou recarregado com energia da rede elétrica, em particular continuamente quando o dispositivo de trituração de resíduos é operado.

[0017] O dispositivo estacionário para trituração de resíduos de acordo com a invenção ou uma de suas modalidades pode compreender adicionalmente um dispositivo de controle para controlar o fluxo de energia entre a conexão de rede elétrica, pelo menos um motor elétrico e o acumulador de energia. Um dispositivo de controle como esse controla o acumulador de energia e o suprimento dos componentes individuais do dispositivo de trituração de resíduos.

[0018] O dispositivo de controle pode ser adicionalmente desenvolvido para limitar a máxima potência extraída da conexão de rede elétrica à potência nominal e/ou liberar um processo de partida do dispositivo de trituração de resíduos apenas quando uma mínima quantidade de energia for contida no acumulador de energia, e/ou após o processo de partida do dispositivo de trituração de resíduos, liberar o acionamento de pelo menos um eixo de trituração apenas quando a mínima quantidade de energia for contida no acumulador de energia, e/ou controlar o suprimento de energia do acumulador de energia a pelo menos um motor elétrico para cobrir os picos de potência que excedem a potência nominal da conexão de rede elétrica, e/ou, quando períodos de baixa demanda de carga ocorrerem nos quais o consumo de potência de pelo menos um motor elétrico cai abaixo da potência nominal da conexão de rede elétrica, usar uma diferença entre a potência nominal e o consumo de potência de pelo menos um motor elétrico para carregar o acumulador de energia, e/ou operar pelo menos um motor elétrico como um gerador durante uma operação de frenagem de pelo menos um eixo de trituração e usar a potência produzida para dessa forma carregar o acumulador de energia, e alimentar a potência produzida durante a operação de frenagem na rede elétrica por meio da conexão de rede elétrica quando o acumulador de energia estiver totalmente carregado.

[0019] O acumulador de energia do dispositivo estacionário para trituração de resíduos pode compreender pelo menos um acumulador de energia elétrica e/ou um acumulador de energia mecânica, em que o acumulador de energia elétrica pode compreender em particular uma bateria recarregável e/ou um capacitor (por exemplo, supercapacitor, SuperCAP) e/ou um acumulador supercondutor de energia magnética, e/ou uma fonte de alimentação ininterrupta estática (UPS estática) e/ou em que o acumulador de energia mecânica pode compreender em particular uma fonte de alimentação ininterrupta dinâmica (UPS dinâmica) e/ou um acumulador de massa de volante de inércia e/ou um acumulador de massa de volante de inércia.

[0020] No caso de um acumulador de energia mecânica, o dispositivo de trituração de resíduos pode incluir um dispositivo de conversão para converter energia elétrica em mecânica e mecânica em elétrica.

[0021] O triturador estacionário de resíduos de acordo com a invenção ou um de seus desenvolvimentos adicionais pode, em particular, ter dois ou mais eixos de trituração, cada qual com um motor elétrico ou com um motor elétrico comum. Dessa maneira, o triturador de resíduos estacionário pode ser, por exemplo, um triturador de 2, 3 ou 4 ondas.

[0022] O objetivo supramencionado é também solucionado por um método de acordo com a reivindicação 11. Desenvolvimentos adicionais vantajosos são definidos nas reivindicações dependentes dela. Com relação às vantagens do método de acordo com a invenção e seus desenvolvimentos adicionais, é feita referência às explicações correspondentes com relação ao dispositivo de trituração de resíduos de acordo com a invenção e seus desenvolvimentos adicionais.

[0023] O método de acordo com a invenção de operar um dispositivo estacionário para trituração de resíduos (em que o dispositivo estacionário para trituração de resíduos compreende pelo menos um eixo de trituração, pelo menos um motor elétrico, uma conexão de rede elétrica e um acumulador de energia) compreende as seguintes etapas: suprir o dispositivo estacionário para trituração de resíduos com energia elétrica por meio da conexão de rede elétrica; armazenar energia no acumulador de energia; acionar pelo menos um eixo de trituração com pelo menos um motor elétrico; e suprir pelo menos parcialmente o motor elétrico com energia elétrica do acumulador de energia, em particular suprir o motor elétrico com energia elétrica do acumulador de energia para cobrir uma proporção de picos de potência que excedem uma potência nominal da conexão de rede elétrica.

[0024] O método de acordo com a invenção pode ser adicionalmente desenvolvido de uma maneira tal que a etapa adicional de controlar o fluxo de energia entre a conexão de rede elétrica, pelo menos um motor elétrico e o acumulador de energia é provida.

[0025] Isto pode ser adicionalmente desenvolvido de uma maneira tal que o método compreenda adicionalmente: limitar a máxima potência extraída da conexão de rede elétrica de potência à potência nominal, e/ou iniciar o dispositivo de trituração de resíduos quando uma mínima quantidade de energia é contida no acumulador de energia, e/ou acionar pelo menos um eixo de trituração após a operação de partida do dispositivo de trituração de resíduos quando a mínima quantidade de energia for contida no acumulador de energia, e/ou controlar o suprimento de energia do acumulador de energia a pelo menos um motor elétrico para cobrir os picos de potência que excedem a potência nominal da conexão de rede elétrica, e/ou carregar o acumulador de energia quando períodos de baixa demanda de carga ocorrerem nos quais o consumo de potência de pelo menos um motor elétrico cai abaixo da potência nominal da conexão de rede elétrica, usando uma diferença entre a potência nominal e o consumo de potência de pelo menos um motor elétrico, e/ou operar pelo menos um motor elétrico como um gerador durante uma operação de frenagem de pelo menos um eixo de trituração e usar a potência produzida neste caso para carregar o acumulador de energia, e/ou alimentar a potência produzida durante uma operação de frenagem de pelo menos um onda de trituração por meio da conexão de rede elétrica no suprimento da rede elétrica, em particular quando a energia é completamente carregada.

[0026] De acordo com um outro desenvolvimento adicional, as etapas adicionais seguintes podem ser providas: converter corrente alternada da conexão de rede elétrica em corrente contínua, usando pelo menos uma parte da corrente contínua para armazenar energia no acumulador de energia, e converter corrente contínua em corrente alternada para suprir energia da conexão de rede elétrica e/ou energia do acumulador de energia a pelo menos um motor elétrico formado na forma de um motor de corrente alternada.

[0027] Um outro desenvolvimento adicional consiste em que as etapas de converter corrente alternada da conexão de rede elétrica em corrente contínua, usando pelo menos uma parte da corrente contínua para armazenar energia no acumulador de energia, e suprir energia da conexão de rede elétrica e/ou energia do acumulador de energia a pelo menos um motor elétrico formado na forma de um motor de corrente contínua pode(m) ser provida(s).

[0028] De acordo com uma outra modalidade adicional, as etapas adicionais seguintes podem ser providas: carregar o acumulador de energia com energia da conexão de rede elétrica e suprir completamente pelo menos um motor elétrico com energia elétrica do acumulador de energia.

[0029] Recursos e modalidades adicionais bem como vantagens da presente invenção são explicados em mais detalhe no desenho seguinte. Não precisa dizer que esta modalidade não pode esgotar todo o escopo desta invenção. Também não precisa dizer que alguns ou todos os recursos descritos a seguir podem também ser combinados de outras maneiras.

Breve descrição dos desenhos

[0030] Fig. 1 mostra uma primeira modalidade do dispositivo estacionário para trituração de resíduos de acordo com a invenção.

[0031] Fig. 2 mostra uma segunda modalidade da invenção do dispositivo estacionário para trituração de resíduos.

[0032] Fig. 3 mostra um gráfico com picos de carga e períodos de baixa demanda de carga.

[0033] Fig. 4 mostra uma terceira modalidade do dispositivo estacionário para trituração de resíduos de acordo com a invenção.

Modalidades

[0034] As modalidades descritas a seguir são apenas exemplos para a solução do objetivo. Outras modalidades são concebíveis para alcançar os objetivos da invenção.

[0035] A Fig. 1 mostra uma primeira modalidade 100 do dispositivo estacionário para trituração de resíduos de acordo com a invenção.

[0036] O dispositivo estacionário para trituração de resíduos de acordo com a invenção compreende pelo menos um eixo de trituração 80, pelo menos um motor elétrico 70 para acionar pelo menos um eixo de trituração 80, e uma conexão de rede elétrica 10 e acumulador de energia 50 para suprir o dispositivo estacionário para trituração de resíduos com energia elétrica.

[0037] O dispositivo estacionário para trituração de resíduos de acordo com a invenção é essencialmente distinguido por um acumulador de energia 50 para armazenar energia e para suprir pelo menos um motor elétrico 70 com energia elétrica para cobrir parcialmente os picos de potência que excedem a carga nominal da conexão de rede elétrica 10, causada pelos picos de carga do processo de trituração.

[0038] Como se pode ver pelo gráfico mostrado na Fig. 3, o processo de trituração ocorre com torques fortemente variáveis e dessa forma consumo de potência fortemente variável do motor elétrico 70. O gráfico mostra claramente os assim chamados picos de carga e períodos de baixa demanda de carga. Na modalidade de acordo com a invenção, a potência nominal do sistema, e dessa forma a conexão de rede elétrica 10, preferivelmente serão projetados no meio entre os picos de carga e períodos de baixa demanda de carga que devem ser previstos.

[0039] Como a conexão de rede elétrica 10 não pode cobrir os picos de carga que excedem a potência nominal da conexão de rede elétrica, energia adicional tem que ser suprida ao sistema de trituração. Esta energia, que é exigida para cobrir esta energia adicional, torna-se disponível pelo acumulador de energia 50. O suprimento de potência da rede elétrica é preferivelmente no valor da potência nominal da modalidade.

[0040] A potência adicional exigida para cobrir a parte dos picos de carga que excedem a corrente nominal é dessa forma provida pelo acumulador de energia 50 e se torna disponível pelo motor elétrico 70 do eixo de trituração 80 como potência adicional ao suprimento de potência da rede elétrica.

[0041] Uma vez que a fração de picos de carga que excedem a potência nominal não tem que ser coberta pela potência da rede elétrica 10, mas é provida pelo acumulador de energia 50, uma menor potência provida pela rede elétrica é possível do que se a fração de picos de carga que excedem a corrente nominal tivesse que ser extraído da rede elétrica 10.

[0042] O acumulador de energia elétrica 50 na modalidade 100 é conectado ao circuito intermediário 30. O acumulador de energia elétrica pode ser um capacitor na forma de um assim chamado SuperCAP, uma bateria ou acumulador de vários projetos ou sistema, ou um acumulador elétrico de volante de inércia ou um acumulador de energia elétrica ou mecânica similar. Neste caso, um módulo de gerenciamento de energia correspondente 40 para o acumulador de energia 50 para carregamento e descarregamento é provido diretamente na frente do acumulador de energia ou no sistema de controle geral.

[0043] Uma combinação de acumuladors de energia diversos idênticos ou diversos diferentes é também possível. Por exemplo, um acumulador de energia de bateria para o processo de partida e cobertura da corrente inicial que excede a corrente nominal do motor elétrico do triturador 100 e um capacitor para converter os picos de carga de curto prazo.

[0044] Quando períodos de baixa demanda de carga ocorrem novamente, como mostrado no gráfico na Fig. 3, o acumulador de energia 50 é recarregado por meio da rede elétrica 10 até o nível do volume de corrente apropriado, de forma que a energia armazenada fique disponível para cobertura adicional de picos de carga.

[0045] Se a operação de um sistema de trituração como esse mostrar que os assim chamados períodos de baixo consumo de potência para recarga do acumulador de energia 50 a partir da rede elétrica não for suficiente, o acumulador de energia 50 pode também ser recarregado por um motor de combustão interna arranjado separadamente com gerador anexo, que também entrega sua potência por meio de um conversor CA/CC ao circuito intermediário 30.

[0046] Com a modalidade de acordo com a invenção, é também muito fácil adaptar a velocidade do eixo de trituração 80 à real tarefa de trituração por meio do motor elétrico 70. Tal ajuste da velocidade pode também ser necessária com relação à capacidade do acumulador de energia 50. Se a razão dos picos de carga, isto é, uma maior demanda de energia do acumulador de energia 50, para os períodos de baixa demanda de energia, isto é, a recarga do acumulador de energia 50 pela rede elétrica, não for suficiente para carregar continuamente o acumulador de energia 50, a velocidade do motor 70 e dessa forma do eixo de trituração 80 pode ser ajustada de forma que a razão dos picos de carga para os períodos de baixa demanda de carga é ajustada de uma maneira tal que um carregamento contínuo do acumulador de energia 50 é garantida, mesmo se isto for associado com uma redução na capacidade de produção.

[0047] Esses trituradores estacionários aqui descritos são também operados por um tempo muito curto em certos intervalos de tempo, ou após certos eventos terem ocorrido, mesmo na operação reversa, isto é, em uma direção de rotação alterada do motor 70 e do eixo de trituração 80. Um evento como esse que dá origem a uma mudança na direção de rotação é, por exemplo, o fato de que o material de alimentação antes de o eixo de trituração ter ficado assim compreendido que não existe real trituração e dessa forma a taxa de produção é bastante reduzida.

[0048] Para remediar isto, é necessário inverter a direção de rotação do eixo de trituração 80 por um curto tempo pré-estabelecido. Isto libera o material de alimentação, que pode então ser triturado novamente com produção suficiente durante subsequente operação normal.

[0049] A fim de iniciar este processo de reversão, entretanto, é primeiro necessário levar o motor 70 com o eixo de trituração 80 para uma parada. Para manter o tempo exigido para isto o menor possível, o motor 70 é comutado de operação do motor para operação do gerador. Em operação do gerador, a energia de frenagem pode ser usada para carregar o acumulador 50 até que o eixo de trituração 80 vá para uma parada e, se sua capacidade for esgotada, a energia de frenagem é realimentada na rede elétrica mediante reembolso de custos.

[0050] Uma outra causa da carga de pico na rede elétrica 10 é a corrente inicial na partida do motor elétrico 70 deste triturador estacionário. Em geral, esta corrente inicial é aproximadamente quatro vezes a corrente nominal. Se esta corrente inicial adicional tiver que ser extraída da rede elétrica, a conexão de corrente tem que ser projetada para ser maior que a corrente inicial que excede a potência nominal.

[0051] Portanto, a invenção é também baseada no objetivo de cobrir a corrente inicial do motor elétrico que excede a corrente nominal do acumulador de energia 50 e não da rede elétrica 10. Isto significa que a conexão de rede elétrica e o suprimento à montante, dispositivos de comutação e fixação e conexões de cabo precisam ser feitas apenas no tamanho da corrente nominal do motor elétrico, o que significa consideráveis reduções de custo tanto na instalação de uma conexão de potência como essa quanto também na operação do próprio triturador.

[0052] Um controle complexo 90 com software extensivo é provido para controlar o dispositivo de trituração 100 de acordo com a invenção a fim de solucionar o objetivo básico da invenção. Este controle tem que assumir a tarefa que nunca uma maior potência além da potência nominal especificada é extraída da rede elétrica 10, e que, portanto, o real processo de partida do motor elétrico 70 capacidade do acumulador de energia suficiente 50 é disponível. Após o processo de partida, o controle 90 não deve liberar o real processo de trituração até que o acumulador de energia 50 tenha capacidade suficiente novamente após o processo de partida. No próprio processo de trituração, o controle 90 precisa garantir que o controle de processo do suprimento de energia adicional do acumulador de energia 50 para a potência da rede elétrica 10 ao motor elétrico 70 para cobrir picos de carga até sua máxima potência permissível. Ao contrário, quando períodos de baixa demanda de carga ocorrem, o controle 90 tem que garantir que o acumulador de energia 50 é carregado pela diferença entre a potência nominal 10 do suprimento da rede elétrica e o real consumo de corrente do motor elétrico 70. O controle 90 tem que ter uma influência correspondente no conversor CA/CC 20, conversor CC/CA 60 e no gerenciamento do acumulador de energia 40, a menos que um desses componentes já esteja integrado no controlador 90, de forma que não haja sobrecarregamento ou descarga não permissível do acumulador de energia 50.

[0053] O acumulador de energia 50 do dispositivo estacionário para trituração de resíduos 100 pode, por exemplo, consistir de uma bateria ou um acumulador, preferivelmente usando células de íons de lítio. A modalidade 100 também inclui um conversor CA/CC 20, que converte a corrente da rede elétrica, preferivelmente 400 V corrente alternada, em uma corrente contínua do circuito intermediário 30 com 200 - 800 V, preferivelmente 650 V. Um módulo de gerenciamento de energia 40 é conectado a este circuito intermediário, que controla o carregamento e descarregamento do acumulador de energia 50. O conversor CC/CA 60 ou conversor de frequência, que provê a corrente alternada na frequência especificada ao motor elétrico 70 para acionar o eixo de trituração 80, é também conectado ao circuito intermediário 30.

[0054] A Fig. 2 mostra uma segunda modalidade 200 do dispositivo estacionário para trituração de resíduos de acordo com a invenção.

[0055] Na primeira modalidade 100, o acumulador de energia 50 é arranjado de uma maneira tal que ele receba 40 energia de um circuito intermediário 30 por meio do sistema de gerenciamento de energia e libera-a neste circuito novamente. A capacidade deste acumulador de energia 50 será apenas grande o bastante para cobrir apenas as cargas de pico que ficam acima da média entre cargas de pico e períodos de baixa demanda de carga. A capacidade exigida será relativamente pequena.

[0056] A segunda modalidade 200 permite o acumulador de energia 50, basicamente projetado como uma bateria ou acumulador, na linha do suprimento de potência principal do motor 70. A bateria é continuamente alimentada e carregada pela rede elétrica 10 por meio do carregador 25. Por meio de um conversor CC/CA 60, a potência é retransferida para o motor 70, que aciona o eixo 80.

[0057] O motor 70 também recebe a potência exigida para cobrir os picos de carga do acumulador de energia ou da bateria 50. Entretanto, é suprida à unidade de acumulador de energia apenas a potência que corresponde ao centro entre os picos de carga e vales de carga para cobrir a potência exigida.

[0058] No caso de períodos com baixa demanda de carga, onde a exigência de energia do motor 70 é abaixo do centro supramencionado entre picos de carga e períodos de baixa demanda de carga, o acumulador de energia ou bateria 50 pode ser recarregado pela energia previamente captada para cobrir os picos de carga.

[0059] Além do uso de um motor CA 70 (Fig. 2A) com um conversor CC/CA à montante 60, uma versão adicional com um motor CC 75 (Fig. 2B) para acionar o eixo 80 é concebível, por meio do que o conversor 60 é então desnecessário.

[0060] Com esta modalidade de acordo com a Figura 2, o mesmo efeito é alcançado como na modalidade 100, isto é, a rede 10 é apenas carregada até o ponto correspondente à potência exigida entre os picos de carga e períodos de baixa demanda de carga.

[0061] A energia adicional exigida para cobrir os picos de carga e a potência exigida para aplicar a corrente inicial do motor 70 ou 75 são cobertas pelo acumulador de energia ou bateria 50. Portanto, a capacidade do acumulador de energia 50 na segunda modalidade 200 tem que ser projetada de acordo com a Fig. 2 para a potência total do motor 70 ou 75 incluindo os picos de carga.

[0062] Esta modalidade de acordo com a Fig. 2 dificilmente pode ser economicamente viável aos custos de bateria atuais. Entretanto, experiência e desenvolvimentos no setor de bateria mostram que custos provavelmente diminuirão em uma questão de 10 em 5 anos.

[0063] A Fig. 4 mostra uma terceira modalidade 300 do dispositivo estacionário para trituração de resíduos de acordo com a invenção. Esta modalidade corresponde à da Fig. 1, mas, em vez de um eixo de trituração na primeira modalidade, dois eixos de trituração 80, 81 são providos aqui (triturador de eixos gêmeos). A conexão opcional entre o motor elétrico 70 e os eixos de trituração 80, 81 é feita por meio de uma transmissão 90 (por exemplo, uma transmissão síncrona).

[0064] As modalidades mostradas são apenas exemplares e o completo escopo desta invenção é definido pelas reivindicações.

Claims (13)

1. Dispositivo estacionário para trituração de resíduos (100, 200, 300) compreendendo: pelo menos um eixo de trituração (80, 81); pelo menos um motor elétrico (70, 75) para acionar o pelo menos um eixo de trituração; uma conexão de rede elétrica (10) para suprir o dispositivo estacionário para trituração de resíduos com energia elétrica; e um acumulador de energia (50) para armazenar energia e para suprir pelo menos parcialmente o pelo menos um motor elétrico com energia elétrica, caracterizado pelo fato de que compreende: meios de controle (90) para controlar o fluxo de energia entre a conexão de rede elétrica (10), o pelo menos um motor elétrico (70, 75) e o acumulador de energia (50), em que o dispositivo de controle (90) é configurado para controlar o suprimento de energia do acumulador de energia (50) ao pelo menos um motor elétrico (70, 75) para cobrir os picos de potência que excedem a potência nominal da conexão de rede elétrica (10).

2. Dispositivo estacionário para trituração de resíduos de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que compreende adicionalmente: pelo menos uma transmissão ou acionamento de correia de transmissão entre o pelo menos um motor elétrico e o pelo menos um eixo de trituração.

3. Dispositivo estacionário para trituração de resíduos de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 ou 2, caracterizado pelo fato de que compreende adicionalmente: um conversor CA/CC (20) para converter corrente alternada da conexão de rede elétrica em corrente contínua, um conversor CC/CA (60) para converter corrente contínua em corrente alternada para o pelo menos um motor elétrico, e um circuito intermediário arranjado entre o conversor CA/CC e o conversor CC/CA tendo um módulo de gerenciamento de energia para acoplar o acumulador de energia, cada motor elétrico sendo um motor de corrente alternada.

4. Dispositivo estacionário para trituração de resíduos de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 ou 2, caracterizado pelo fato de que compreende adicionalmente: um conversor CA/CC para converter corrente alternada da conexão de rede elétrica em corrente contínua, e um circuito intermediário disposto entre o conversor CA/CC e o pelo menos um motor elétrico e tendo um módulo de gerenciamento de energia para acoplar o acumulador de energia, em que cada motor elétrico é um motor de corrente contínua.

5. Dispositivo estacionário para trituração de resíduos de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 ou 2, caracterizado pelo fato de que compreende adicionalmente: um carregador (25, 40) provido entre a conexão de rede elétrica e o acumulador de energia para carregar o acumulador de energia, o acumulador de energia sendo provido para suprir completamente o pelo menos um motor elétrico com energia elétrica, em que, se cada motor elétrico for um motor CA, adicionalmente um conversor CC/CA para converter corrente contínua em corrente alternada é provido para o pelo menos um motor elétrico.

6. Dispositivo estacionário para trituração de resíduos de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 5, caracterizado pelo fato de que o dispositivo de controle é configurado ainda para: limitar a máxima potência extraída da conexão de rede elétrica na potência nominal, e/ou liberar uma operação de partida do dispositivo de trituração de resíduos apenas quando uma mínima quantidade de energia for contida no acumulador de energia, e/ou liberar o acionamento de pelo menos um eixo de trituração após a operação de partida do dispositivo de trituração de resíduos apenas quando a mínima quantidade de energia for contida no acumulador de energia, e/ou quando períodos de baixa demanda de carga ocorrem em que um consumo de potência de pelo menos um motor elétrico cai abaixo da potência nominal da conexão de rede elétrica, usar uma diferença entre a potência nominal e o consumo de potência de pelo menos um motor elétrico para carregar o acumulador de energia, e/ou operar o pelo menos um motor elétrico como um gerador durante uma operação de frenagem do pelo menos um eixo de trituração e usar a potência gerada por meio disto para carregar o acumulador de energia e, quando o acumulador de energia estiver totalmente carregado, alimentar a potência gerada durante a operação de frenagem na rede elétrica por meio da conexão de rede elétrica.

7. Dispositivo estacionário para trituração de resíduos de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 6, caracterizado pelo fato de que o acumulador de energia compreende pelo menos um acumulador de energia elétrica e/ou um acumulador de energia mecânica, em que o acumulador de energia elétrica compreende em particular uma bateria recarregável e/ou um capacitor e/ou um acumulador supercondutor de energia magnética, e/ou uma fonte de alimentação ininterrupta estática, UPS, e/ou em que o acumulador de energia mecânica compreende em particular uma UPS dinâmica e/ou um acumulador de massa de volante de inércia e/ou um acumulador de volante de inércia.

8. Dispositivo estacionário para trituração de resíduos de acordo com a reivindicação 7, caracterizado pelo fato de que, no caso de um acumulador de energia mecânica, um dispositivo conversor para converter energia elétrica em mecânica e mecânica em elétrica é provido.

9. Dispositivo estacionário para trituração de resíduos de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 8, caracterizado pelo fato de que dois ou mais eixos de trituração, cada qual com um ou com um motor elétrico comum, são providos.

10. Método para operar um dispositivo estacionário para trituração de resíduos (100, 200, 300), o dispositivo estacionário para trituração de resíduos compreendendo pelo menos um eixo de trituração (80, 81), pelo menos um motor elétrico (70, 75), uma conexão de rede elétrica (10) e um acumulador de energia (50), o método compreendendo as seguintes etapas: suprir o dispositivo estacionário para trituração de resíduos com energia elétrica por meio da conexão de rede elétrica; armazenar energia no acumulador de energia; acionar o pelo menos um eixo de trituração com o pelo menos um motor elétrico; e suprir pelo menos parcialmente o motor elétrico com energia elétrica do acumulador de energia, em particular suprir o motor elétrico com energia elétrica do acumulador de energia para cobrir picos de potência, caracterizado pelo fato de que compreende: controlar o suprimento de energia do acumulador de energia ao pelo menos um motor elétrico para cobrir os picos de potência que excedem a potência nominal da conexão de rede elétrica.

11. Método de acordo com a reivindicação 10, caracterizado pelo fato de que compreende adicionalmente: limitar a máxima potência extraída da conexão de rede elétrica à potência nominal, e/ou iniciar o dispositivo de trituração de resíduos quando uma mínima quantidade de energia estiver contida no acumulador de energia, e/ou acionar o pelo menos um eixo de trituração após a operação de partida do dispositivo de trituração de resíduos se a mínima quantidade de energia for contida no acumulador de energia, e/ou carregar o acumulador de energia quando períodos de baixa demanda de carga ocorrerem nos quais o consumo de potência do pelo menos um motor elétrico cai abaixo da potência nominal da conexão de rede elétrica, usando uma diferença entre a potência nominal e o consumo de potência do pelo menos um motor elétrico, e/ou operar o pelo menos um motor elétrico como um gerador durante uma operação de frenagem do pelo menos um eixo de trituração e usar a potência gerada por meio disto para carregar o acumulador de energia, e/ou alimentar a potência gerada durante uma operação de frenagem do pelo menos um eixo de trituração por meio da conexão de rede elétrica na rede elétrica, em particular quando o acumulador de energia estiver totalmente carregado.

12. Método de acordo com qualquer uma das reivindicações 10 ou 11, caracterizado pelo fato de que compreende as etapas adicionais de: converter corrente alternada da conexão de rede elétrica em corrente contínua, usando pelo menos uma parte da corrente contínua para armazenar energia no acumulador de energia, e converter corrente contínua em corrente alternada para suprir energia da conexão de rede elétrica e/ou energia do acumulador de energia ao pelo menos um motor elétrico configurado na forma de um motor de corrente alternada.

13. Método de acordo com qualquer uma das reivindicações 10 a 12, caracterizado pelo fato de que compreende as etapas adicionais de: converter corrente alternada da conexão de rede elétrica em corrente contínua, usando pelo menos uma parte da corrente contínua para armazenar energia no acumulador de energia, e suprir energia da conexão de rede elétrica e/ou energia do acumulador de energia ao pelo menos um motor elétrico configurado na forma de um motor de corrente contínua.