BRPI1004376A2 - sistema artificial de geraÇço de energia elÉtrica eàlica e hidrelÉtrica - Google Patents

Abstract

SISTEMA ARTIFICIAL DE GERAÇçO DE ENERGIA ELÉTRICA EàLICA E HIDRELÉTRICA. Refere-se a presente patente de invençio a um sistema de captação de ar (7), através da passagem de veículos (21) sobre as rampas (1) e (2) das plataformas (8), que frio bombear o ar de uma câmara (4) para cilindros (5) e(6). Esses cilindros, deveria ser programados por um sistema, para que liberem toda a pressão do ar em papa-ventos (13) da usina eólica artificial (12), que frio assim gerar a energia elétrica eólica artificial. O sistema é também composto por uma usina hidrelétrica artificial (11), contendo um grande reservatório de água (1 5), preferencialmente construído verticalmente, que possui um tanque direcionador (14) de égua para as turbinas (16) que frio gerar a energia elétrica hidrelétrica artificial. Para que o fluxo de água aconteça ininterruptamente, cilindros (5) e (6) contendo ar captado no sistema seria programados para esvaziar a câmara de esvaziamento (19) da usina hidrelétrica artificial (11), refazendo os níveis de água sobre a turbina (16) e mantendo assim o fluxo contínuo de água entrando e saindo do tanque direcionador (14) de água para as turbinas. Importante que todos os cilindros principais (5) do sistema possuam cilindros reservas (6) juntos, aproveitando ao máximo o bombeamento feito pelos veículos e mantendo o sistema funcionando ao máximo possível. Assim, qualquer país que possua veículos circulando, poderá gerar energia elétrica eôlica e hidrelétrica artificiais, não vindo a depender de potencial hidrelétrico, eólico ou solar.

Description

"SISTEMA ARTIFICIAL DE GERAÇÃO DE ENE lÔStí** ELÉTRICA EÓLICA E HIDRELÉTRICA". ^

Atualmente, a necessidade de gerar energia elétrica através de fontes alternativas limpas, se tornou um dos maiores desafios para pesquisadores, cientistas e engenheiros do mundo todo. A energia elétrica se tornou imprenscidível na vida dos humanos, pois praticamente todos os equipamentos de uma casa, de uma empresa, de um hospital ou de qualquer outro empreendimento, são funcionais apenas com a utilização da energia elétrica.

As questões ambientais e de mudanças climáticas causadas por queima de combustíveis fósseis é um entrave de grande importância para a indústria automobilística e para as termelétricas.

O estado da técnica evolui dia a dia, com a utilização de usinas hidrelétricas, das usinas eólicas, das células solares, da energia nuclear, da força das marés e correntezas, além de diversos outras tecnologias em desenvolvimento.

Sabe-se da dependência de grandes volumes de água para o funcionamento das hidrelétricas, que necessitam manter níveis elevados de água em seus reservatórios. A falta de-.-chuva e outras mudanças climáticas podem comprometer o fluxo previsto de água que chegaria aos reservatórios. Nas usinas eólicas, o vento é o fator primordial e mesmo se estudando

os locais com maior piotencial eólico, o ventõ não tem uma presença que dure o dia todo, estando essas usinas também sujeitas a mudanças climáticas futuras, que possam comprometer o potencial eólico na região.

A energia dependente do sol, tem seu momento de repouso a noite. A energia que se produz com a força das marés também depende dos ciclos naturais. Um outro problema presente na vida das sociedades atuais é o crescente número de veículos que circulam por ruas e estradas. As grandes jf ^

cidades tem transito congestionado regularmente. As estradas

apresentam número crescente de veículos e em ocasiões especiais como feriados, chegam a ter congestionamentos. E o número de veículos nas ruas e estradas parece que so tende a crescer.

O desenvolvimento de veículos elétricos já é uma realidade e alguns entraves para recarregar as baterias em viagens mais longas já estão sendo solucionados com projetos de construções de estações de recarga e troca de baterias ao longo das estradas. Mas a energia elétrica utilizada para as recargas de baterias teria que vir dos sistemas atuais de geração de energia elétrica e muitos deles localizados em regiões distantes, aumentando o custo de instalação de infra-estrutura de torres de transmissão e demais sistemas de fornecimento de energia e manutenção dos mesmos.

Para minimizar os riscos de problemas de geração de energia elétrica existentes e utilizar o grande número de veículos nas ruas e estradas para gerar energia eólica e hidrelétrica artificiais é que se desenvolveu o "Sistema Artificial de Geração de Energia Elétrica Eólica e Hidrelétrica Esse sistema utiliza rampas de bombeamento de ar para cilindros, através da passagem de veículos sobre plataformas posicionadas nas ruas e estradas. As rampas dispostas na ruas e estradas deverão ser subdivididas, não restritivo, tendo por exéimplo numa barra de 10 metros, 20 unidades de rampas, cada uma delas ligadas a uma câmera de bombeamento de ar para os cilindros* que deverão ocorrer com o acionamento das hastes pelo peso do veículo. Cada rampa possui em sua haste, molas para retorno à posição de acionamento do bombeamento.

Estando subdivididas, as rampas poderão ser acionadas diversas vezes na passagem de veículos. Como exemplo, se passarem 2 veículos ao mesmo tempo sobre as rampas,no mínimo haveria 4 acionamentos pelas rodas - ^

dianteiras e mais 4 acionamentos pelas rodas traseiras. Caso a rampa fosse uma peça apenas e dois veículos passassem simultaneamente, haveriam apenas 2 acionamentos. O primeiro pelas rodas dianteiras dos dois veículos e o segundo pelas rodas traseiras dos mesmos veículos. As rampas subdivididas nesse caso receberiam 8 acionamentos de 2 veículos. Com a rampa não subdividida apenas 2.

Quanto mais bombeamentos houverem, mais ar estará disponível nos cilindros que irão manter em funcionamento os sistemas eólicos e hidrelétricos artificiais, gerando energia por mais tempo. O conjunto de cilindros para

1 q armazenamento de ar, deverá ser dimensionado de acordo com o número de

unidades eólicas e de hidrelétricas artificiais que se desejar alimentar.

O conjunto de cilindros deverá possuir unidade principal e unidades reservas, para que não seja desperdiçado nenhum potencial de bombeamento que tenha sido gerado nas ruas e estradas. Assim, nos horários de menor fluxo )ζ de veículos haverá uma menor possibilidade de paralização do sistema por falta de ar nos cilindros. Quando a pressão dos cilindros principais estiverem abaixo do necessário ao funcionamento do sistema, os cilindros reservas deverão ser acionados.

O sistema fornece ar para os cilindros, que na geração da energia eólica 2o artificial, deverá liberar o ar em hélices ou papa-yentos com estrutura e posicionamento apropriado ao aproveitamento máximo do fluxo de ar que deverá ser liberado pelo cilindro. Na possibilidade de implantação de uma série de plataformas com diversos sistemas eólicos artificiais, os cilindros deverão ser controlados por um sistema de liberação consecutiva, mantendo o

2 5 sistema gerador em funcionamento constante.

A liberação de uma seqüência de cilindros de diversas plataformas, numeradas como exemplo de 1 a 10, seria de forma consecutiva . Quando o manômetro do cilindro principal da plataforma 1 informar que os níveis estão num mínimo de pressão a ser definido, o sistema ativará a liberação do ar do cilindro 2 em seu papa-vento e assim consecutivamente até chegar ao fim da reserva de ar do cilindro 10. Lembrando que durante todos esses processos, a passagem dos veículos continuará a armazenar ar, seja nos cilindros " principais, seja nos cilindros reservas.

Nesse momento o sistema volta a ativar a plataforma 1. Caso o cilindro principal de alguma plataforma não esteja com uma reserva de ar adequada, os cilindros reservas das mesmas deverão ser acionados a fim de manter o sistema gerando energia de forma ininterrupta. A instalação desse sistema em ruas e estradas de grande movimentação,

manterá o sistema abastecido de ar e gerando energia por longas horas do dia.

Quanto a geração da energia hidrelétrica artificial, as plataformas irão fornecer ar para os cilindros que serão acionados para esvaziar uma câmera de liberação de água do sistema. A liberação da água da câmera pela pressão do ' ar dos cilindros, fará com que a água volte ao meio circulante e mantenha os níveis de fluido que fazem os tanques receberem água e mover turbinas.

O sistema de geração de energia hidrelétrica artificial, deverá ser construído dentro de uma edificação vertical, não restritivo, preferencialmente para armazenar grandes volumes de água e assim ter um grande potencial 2p ' gerador.

Dentro da edificação da usina hidrelétrica artificial, haverá um ou mais tanques direcionadores da água para as turbinas , não restritivo, que estarão em níveis bem mais baixos que a linha da água. Sabe-se que quanto mais água houver acima das turbinas, maior o peso da água sobre o sistema e maior o * 25 potencial gerador.

Para que o sistema gerador de energia hidrelétrica funcione, é necessário liberar a água armazenada para dentro do tanque . No fundo do tanque existe um sistema de turbina que irá receber o fluxo de água e gerar

η,

energia elétrica. A água que passou pelo tanque e pela turbina, diminui o

volume principal do reservatório de água. A água que passou pelo sistema gerando energia, deverá ser direcionada para uma pré-câmera e depois cairá numa câtnera de esvaziamento pela lei natural da gravidade.

esvaziamento, o sistema irá fechar a passagem de água da pré-câmera e

acionar a liberação de ar dos cilindros que irão expulsar a água da eâmerã para o meio circulante, mantendo assim os níveis principais de água para o funcionamento do sistema . Sem o sistema de esvaziamento da água da câmera, o sistema ia parar na primeira passagem da água.

O que faz a circulação da água acontecer e manter os níveis necessários da mesma sobre os tanques e as turbinas é o esvaziamento da câmera pelo ar armazenado nos cilindro quando da passagem dos veículos sobre as plataformas nas ruas e estradas. Indiretamente os veículos estão soprando papa-veníos gerando energia eólica artificial e estão expulsando água de uma câmera, permitindo um fluxo contínuo de água sobre tanques e turbinas que irão gerar energia elétrica.

O objeto desse invento se torna uma alternativa de geração de energia elétrica, que não dependerá de chuvas, ventos, sol, átomos e não aumentará ós XO níveis de C02 e ném o aquecimento global. Se utilizará de mecanismos relacionados a um meio de transporte que é definitivo e que aumenta as unidades circulantes dia a dia.

Considerando a evolução e interesse da sociedade no uso de veículos elétricos, o Sistema Artificial de Geração de Energia Elétrica Eólica e Hidrelétrica, que deverá estar posicionado ao lado de ruas e estradas, se tornará uma excelente opção de fonte de energia elétrica para a recarga das baterias dos veículos.

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Quando a água atingir níveis a serem definidos da câmera de Considerando também a necessidade de manutenção adequada da& ruas e estradas, o pagamento de taxas de pedágios poderia ser diminuída e até eliminada em contra partida ao movimento que os veículos dos usuários fariam sobre as rampas das plataformas, ficando a empresa que explorar a geração de energia elétrica, responsável por toda manutenção de determinada rua ou estrada.

O presente invento apresenta inovação, aperfeiçoando e desenvolvendo o estado da técnica ao disponibilizar a geração de energia eólica e hidrelétrica em um único sistema de captação de ar para armazenamento em cilindros, que irá utilizar o meio de transporte mais comum e mais crescente em todo mundo que são os veículos para acionar o bombeamento de ar para os cilindros.

Além de contribuir com a matriz energética de forma limpa e com uma imensa possibilidade de utilização, considerando a enorme malha de ruas e rodovias, irá oferecer aos veículos elétricos, que deverão dominar as ruas e estradas do futuro breve, geração de energia próxima dos postos de recarga de baterias. E talvez o mais importante, não

interfere nas condições de preservação do meio ambiente e nem aumenta a liberação de C02 e aquecimento global.

Λ patente de invenção descrita pode ser melhor compreendida através da seguinte descrição detalhada, em consonância com as figuras em anexo, onde:

A FIGURA 1 representa uma vista lateral de um veículo antes de passar por uma rampa ondulada que possui uma haste de bombeamento ligada a uma câmera com ar, que está ligada a um cilindro vazio.

A FIGURA 2 representa uma vista lateral de um veículo passando por uma rampa ondulada e bombeando o ar da câmera para o cilindro.

A FIGURA 3 representa uma vista lateral de uma rampa reta que ^al 04 /ν 7/11 \

possui uma haste de bombeamento ligada a uma câmera com ar, que está ligada a um cilindro vazio.

A FIGURA 4 representa uma vista lateral de um veículo passando por uma rampa reta e bombeando ar da câmera para o cilindro.

A FIGURA 5 representa uma vista lateral de uma plataforma com

diversas rampas retas que possuem hastes de bombeamento de ar ligadas a uma câmera, que estão ligadas a um cilindro.

A FIGURA 6 representa uma vista em corte de uma plataforma de bombeamento, mostrando as subdivisões das rampas que irão maximizar o

bombeamento por permitir que diversos veículos passando ao mesmo tempo poderão provocar diversos bombeamentos simultâneos.

A FIGURA 7 representa o fluxo do ar das plataformas em direção a usina eólica artificial e em direção a usina hidrelétrica artificial.

A FIGURA 8 representa uma vista lateral de cilindros que deverão estar direcionados a papa-ventos.

A FIGURA 9 representa uma vista lateral da usina hidrelétrica artificial, com destaque para o reservatório de água» o tanque de direcionamento de água para a turbina e a câmera de esvaziamento que irá permitir a ocorrência de um fluxo continuo.

v 20 A FIGURA 10 representa uma vista lateral da usina hidrelétrica

artificial, com destaque para a passagem da água pelo tanque de direcionamento e pela turbina, enchendo a câmera de passagem e a câmera de esvaziamento e com os cilindros já carregados de ar prontos para serem liberados pelo sistema para esvaziar a câmera de esvaziamento. 2 S A FIGURA 11 a uma vista lateral da usina hidrelétrica artificial, com

destaque para o esvaziamento da câmera contendo água, através do acionamento dos cilindros de ar captados na ruas e estradas, permitindo que exista um fluxo contínuo de água no tanque de direcionamento para a turbina. A FIGURA 12 representa uma vista lateral da usina hidrelétrica artificial, com destaque para o esvaziamento da câmera contendo água e o conseqüente esvaziamento do cilindro principal, com o cilindro reserva ainda cheio para situações emergenciais. A FIGURA 13 representa uma vista superior de uma plataforma

instalada num trecho de uma rua ou estrada, com destaque para as rampas e para os cilindros principal e reserva.

A FIGURA 14 representa uma vista superior de uma plataforma instalada num trecho de uma rua ou estrada, com destaque para os cilindros que irão mover os papa-ventos tendo junto os geradores, alem da edificação para geração de energia hidrelétrica com os cilindros de esvaziamento ao lado.

A FIGURA 15 representa uma vista superior de uma grande plataforma instalada num trecho de uma rua ou estrada, com veículos indo e vindo sobre as rampas e bombeando ar para os cilindros da usina eólica artificial e para os cilindros da usina hidrelétrica artificial.

Com referência a este invento, pode-se observar que a passagem de um veículo (21) sobre as rampas onduladas (1) ou retas (2), não restritivo, de uma plataforma (8) posicionada em ruas e estradas, irá através de hastes de bombeamento (3) levar o ar (7) da câmera de ar da plataforma (4) para dentro 20' cilindros principais (5) e reservas (6).

Um sistema irá controlar a pressão do ar (7) nos manômetros (9) dos cilindros (5) e (6), estabelecendo valores adequados para receber ou liberar ar (7) nos sistemas eólico e hidrelétrico.

As plataformas (8) deverão ser formadas por rampas (1) e (2) diversas, que deverão estar posicionadas transversalmente, não restritivo, nas ruas e estradas. As rampas (!) e (2), deverão ser subdivididas (10) para maximizar o movimento de bombeamento dos veículos (21) que passarem, possibilitando i

f Ifc. iz

diversos bombeamentos simultâneos. Como exemplo, quando dois veículos passarem simultaneamente sobre as rampas subdivididas (ÍO).

Se a rampa fosse uma peça só, não subdividida, a passagem simultânea de dois veículos (21) irá produzir apenas dois bombeamentos. O primeiro provocado pela passagem das rodas dianteiras dos veículos sobre a rampa e o segundo bombeamento pela passagem das rodas traseiras. Com a rampa subdividida (10), considerando a passagem simultânea de dois veículos (21), deverá haver ao menos oito bombeamentos. Cada subdivisão possui sua própria capacidade de bombear ar (7) para os cilindros principal (5) e reserva (6).

Dessa forma, considerando as quatro rodas dianteiras e as quatro traseiras desses dois veículos passando pela rampa subdividida, teremos oito bombeamentos de ar para os cilindros.

Quanto mais bombeamentos, mais cilindros cheios. E mais cilindros cheios, mais energia eólica e hidrelétrica artificiais serão produzidas.

A usina eólica artificial (12) deverá ser construída ao lado da rua ou estrada escolhida para sua instalação, não restritivo. A energia eólica artificial será produzida através do ar (7) acumulado em cilindros (5) e (6), que através de um sistema de controle deverá liberar ar (7) nos papa-ventos (13), não restritivo, fazendo-os girar e assim produzir energia elétrica. O sistema deverá manter a liberação de ar dos cilindros de forma consecutiva, para que a geração da energia eólica artificial seja contínua. Quando o cilindro um estiver quase vazio, o manômetro (9) informa o baixo valor e o sistema ativa a liberação de ar do cilindro dois em seu papa-vento e assim consecutivamente.

Caso o sistema tente liberar o ar de um determinado cilindro principal (5) e a pressão de ar armazenado no mesmo for baixa, o sistema acionará o cilindro reserva (6) do mesmo, mantendo na seqüência a liberação consecutiva dos outros cilindros da usina eólica artificial. Assim evita-se a paralização da produção de energia eólica artificial.

Cilindros reservas (6) deverão estar presentes em quantidades suficientes para atender a demanda do sistema no máximo de horas possível. O número de rampas (1) e (2) em cada plataforma (8) deverá ser dimensionado de acordo com a capacidade de armazenamento dos cilindros principal (5) e reservas (6), não restritivo, de forma a garantir o abastecimento dos cilindros pelo máximo de tempo possível.

Quanto maior o número de rampas (1) e (2), maior será a quantidade de f 101 bombeamentos e maior será o volume de ar (7) armazenado nos conjuntos de cilindros. Cilindros cheios por mais tempo significa maior produção de energia elétrica.

A usina hidrelétrica artificial (11), deverá ser construída em um reservatório de grandes volumes de água, preferencialmente numa construção vertical. Um tanque de direcionamento da água (14), quantidade não restritiva, irá levar água para uma ou mais turbinas (16), que irão gerar energia elétrica pela força do grande volume de água que está acima.

A água (15) depois de passar pela turbina (16) e gerar energia elétrica nos geradores (17) será direcionada para duas câmeras. A primeira, - £ 0 ·s denominada câmera de passagem (18) e a segunda chamada de câmera de esvaziamento (19). A câmera de passagem (18) servirá para receber água (15) que vem da turbina (16) antes da passagem para a câmera de esvaziamento (19). Quando os níveis definidos de água da câmera de esvaziamento (19) forem atingidos, o sistema irá fechar a válvula (20) entre as duas câmeras e ϊ'· 25 liberar o ar (7) dos cilindros (5) e (6) na câmera de esvaziamento, fazendo com que toda água contida na câmera seja levada para o meio externo, elevando novamente o nível de água do reservatório e possibilitando existir um fluxo de água contínuo sobre as turbinas. Aoaai

iCfV. i-,

Sem esse mecanismo de esvaziamento da câmera de esva2áamento não seria possível fazer a água retornar ao meio externo e toda seqüência descrita aconteceria apenas uma vez e todo sistema ficaria estático.

Fluxo de água contínuo sobre as turbinas (16) é garantia de geração de ς energia elétrica contínua; por isso será importante que a usina hidrelétrica artificial ( 11) possua um número adequado de cilindros reservas (6), mantendo o funcionamento do mecanismo que expulsa a água da câmera de esvaziamento, que permite existir fluxo contínuo de água sobre a turbinas.

A escolha do local adequado à instalação do sistema gerador de energia eólica e hidráulica artificiais deverá contemplar grandes fluxos de veículos, que sejam constantes durante o máximo de horas do dia. Pensando no grande volume de carros elétricos que deverão estar circulando nos próximos anos, será importante definir a distância entre os sistemas a instalar, para que possa ser atendida a demanda de veículos em viagens longas quanto a recarga de

. 'δ.·'

1 ζ baterias.

A energia elétrica gerada por esse sistema poderá ter utilização diversa, não apenas para recarga de baterias de veículos em ruas e estradas. Considerando o número incalculável de ruas e estradas, o potencial de geração de energia elétrica descrita nesse invento também é iricalculável.Um país para ' gerar energia elétrica, não dependerá mais de seu potencial hidrelétrico, eólico ou solar. Dependerá apenas do usó de veículos pela população, o que é crescente e necessário no dia a dia das pessoas.

Torna-se, portanto, clara a importância e relevância do invento descrito, inovando o estado da técnica, oferecendo uma geração e energia elétrica limpa e de baixo impacto ambiental, com facilidade de construção e controle, permitindo a qualquer nação que possua veículos circulantes por suas ruas e estradas, produzir energia elétrica eólica e hidrelétrica artificiais.

Claims (4)

1. "SISTEMA ARTIFICIAL DE GERAÇÃO DE ENERGIA ELÉTRICA EÓLICA E HIDRELÉTRICA", caracterizado por constituir-se de um sistema de captação de ar, que será alimentado pela passagem de veículos (21) sobre rampas (1) e (2) dispostas em plataformas (8), colocadas transversalmente, não restritivo, nas ruas e estradas, que irão bombear ar de uma câmara (4) para dentro de cilindros principais (5) e reservas (6).

2. «SISTEMA ARTIFICIAL DE GERAÇÃO DE ENERGIA ELÉTRICA EÓLICA E HIDRELÉTRICA", caracterizado por constituir-se de uma usina eólica artificial (12), onde os papa-ventos (13) serão movidos pelo ar (7) que foi armazenado em cilindros (5) e (6) após a passagem dos veículos sobre as rampas(l) e (2) de bombeamento. Um sistema controla a liberação consecutiva do ar dos cilindros , mantendo a ação do ar nos papa- ventos contínua, enquanto houver ar suficiente nos cilindros principais e reservas.

3. "SISTEMA ARTIFICIAL DE GERAÇÃO DE ENERGIA ELÉTRICA EÓLICA E HIDRELÉTRICA", caracterizado por constituir-se de uma usina hidrelétrica artificial (11), com um volumoso reservatório de água (15), preferencialmente construído verticalmente, que irá possuir um ' tanque direcionador (14) da água para as turbinas (16) que irão gerar a energia elétrica. Para que Ò sistema de passagem de água não fique estático, uma câmara de esvaziamento (19) da água pós-turbina será acionada pelo sistema e o ar (7) contido nos cilindros principal (5) ou reserva (6), irão mover essa água (15) para o meio externo, restabelecendo o volume de água do reservatório e mantendo assim um fluxo contínuo de água para geração de energia pelas turbinas (16).

4. SISTEMA ARTIFICIAL DE GERAÇÃO DE ENERGIA ELÉTRICA EÓLICA E HIDRELÉTRICA", caracterizado por constituir-se 1 de sistemas interligados de captação de ar (7), distribuição em Cilincffes(S)Fa^ ^ (6), que irão movimentar papa-ventos (13) e esvaziar uma câmara contendó"" água, para que exista um fluxo contínuo de água no tanque direcionador (14) de água para as turbinas (16) .