ES1062667U - "dispositivo de aprovechamiento energetico". - Google Patents
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Abstract
1. Dispositivo de aprovechamiento energético caracterizado porque comprende un acumulador que comprende habitáculos huecos herméticos para recepción de gas a presión con capacidad de giro alrededor de, al menos, un eje de giro y definiendo la disposición de habitáculos un punto superior y un punto inferior; medios de compresión de un gas; medios de introducción del gas comprimido en los habitáculos receptores situados en dicha zona superior; medios de vaciado del gas contenido en los habitáculos receptores, situados en dicha zona inferior; y medios de aprovechamiento energético asociados a los medios de liberación del gas contenido en los habitáculos receptores, o al giro de los mismos alrededor del eje de giro o a ambos.
Description
Dispositivo de aprovechamiento energético.
La presente invención se refiere a un
dispositivo de aprovechamiento energético.
Actualmente, la mayor parte de la generación
mundial de energía se produce mediante la combustión de
combustibles de origen fósil (carbón, petróleo, hidrocarburos
gaseosos). Actualmente, resulta conocido que esta situación no es
sostenible a largo plazo, debido a que las emisiones de dióxido de
carbono están provocando un indeseable calentamiento global del
planeta debido al efecto invernadero.
Sin embargo, las alternativas conocidas
presentan una serie de problemas. Por ejemplo, en el
aprovechamiento de la energía nuclear, la seguridad es crítica y,
por otra parte, la manipulación y tratamiento de los residuos
radiactivos producidos no está satisfactoriamente resuelto. Las
energías renovables (hidráulica, eólica y solar) son poco
intensivas y por ello su aprovechamiento supone un impacto visual y
ambiental notables. Además, su producción depende de variables que
escapan al control del ser humano, por lo que no pueden atender la
demanda y deben ser utilizadas como fuentes de energía de
apoyo.
Precisamente debido a esta falta de
sincronización entre la capacidad de producción de las energías
renovables y la demanda de energía, que varía con el tiempo a lo
largo del día, es conocido el uso de dispositivos y centrales de
acumulación de energía, que acumulan energía en los momentos en los
que la producción de energía supera a la demanda y la generan cuando
la demanda supera a la oferta. Tal es el caso, por ejemplo, de la
denominada energía minihidráulica, en la que durante las horas
valle (habitualmente por la noche) se bombea agua a un embalse
situado en altura, y en la que durante el día se aprovecha la
energía potencial del agua previamente bombeada, a la manera de
una central convencional de energía hidráulica. No obstante, este
tipo de aprovechamiento se reserva a pequeños embalsamientos de
agua, debido al impacto ambiental que provocan, y por otra parte, el
bombeo de agua es energéticamente muy ineficiente. Además, el agua
es un bien preciado y cada vez más escaso.
La presente invención da a conocer un
dispositivo novedoso para la generación y almacenamiento de energía
que no presenta los inconvenientes antes citados.
En particular, la presente invención consiste en
un dispositivo de acumulación y generación de energía que utiliza
la energía potencial de un gas, preferentemente el aire de la
atmósfera.
Más en particular, la presente invención
consiste en un dispositivo de aprovechamiento energético
caracterizado porque comprende un acumulador que comprende
habitáculos huecos herméticos para recepción de gas a presión, con
capacidad de giro alrededor de, al menos, un eje de giro y
definiendo la disposición de habitáculos un punto superior y un
punto inferior; medios de compresión de un gas, preferiblemente
aire, medios de introducción del gas comprimido en los elementos o
habitáculos receptores de gas a presión situados en dicha zona
superior; medios de vaciado del gas contenido en los habitáculos
receptores, situados de dicha zona inferior; y medios de
aprovechamiento energético asociados a los medios de liberación del
gas contenido en los habitáculos receptores, o al giro de los
mismos alrededor del eje de giro o a ambos.
Mediante un análisis de las leyes físicas puede
comprobarse que, mediante la utilización de elementos ideales en el
dispositivo, el rendimiento del mismo resulta aparentemente mayor
que 1, debido al aprovechamiento de la energía solar para devolver
el aire de la atmósfera a su estado inicial. Esta propiedad hace
que el dispositivo objeto de la presente invención resulte
tremendamente importante y ventajoso con respecto a lo
anteriormente conocido. Además, la utilización del aire atmosférico
no está sujeto a las restricciones del agua.
No obstante, se prevé que, debido a pérdidas
durante las fases de compresión y conversión energética el
rendimiento de determinadas realizaciones del dispositivo según la
presente invención sea inferior a 1. No obstante, aún en los casos
más desfavorables, el dispositivo puede ser utilizado como una
máquina para la acumulación de energía durante las horas valle de
consumo y su generación durante las horas pico de consumo que
presenta notables ventajas con respecto a otros dispositivos de
tipo conocido. Para ello se dotará al dispositivo objeto de la
presente invención de medios de almacenamiento de gas comprimido
para su introducción posterior en los habitáculos receptores de gas
comprimido en el momento deseado. De esta manera, puede
configurarse el dispositivo objeto de la presente invención para
que consuma energía durante las horas valle de consumo energético,
comprimiendo aire y genere energía durante las horas pico de
consumo, mediante su caída y expansión.
La presente invención contribuye al cumplimiento
del protocolo de Kyoto, ofertando una energía limpia y barata.
Para una mejor compresión de la invención, se
adjunta a título de ejemplo explicativo pero no limitativo, unos
dibujos de unas realizaciones de la presente invención.
La figura 1 muestra una vista en alzado de un
dispositivo de aprovechamiento energético según la presente
invención.
La figura 2 muestra un alzado lateral seccionado
del dispositivo de la figura 1.
La figura 3 muestra un detalle parcialmente
seccionado de la rueda superior del dispositivo de las figuras 1 y
2.
Las figuras 4 y 5 muestran esquemáticamente el
interior de una posible realización de un habitáculo receptor de
gas perteneciente al dispositivo objeto de la presente
invención.
Las figuras 1 a 3 muestran un ejemplo de
realización de un dispositivo de aprovechamiento energético objeto
de la presente invención.
La realización mostrada presenta un acumulador
(1) que consiste en un habitáculo hueco hermético, que
opcionalmente podrá estar dotado de sensores de temperatura y
presión para optimizar el funcionamiento del dispositivo
mostrado.
En el acumulador (1) se apoyan ruedas de soporte
superior (2) e inferior (3) que tienen capacidad de giro alrededor
de respectivos ejes horizontales. Ambas ruedas se encuentran una
encima de la otra, esencialmente en la misma vertical. Como se
observa en la figura 2, alrededor de las ruedas (2) y (3) discurre
un elemento cíclico lineal o cinta (4) en el que se disponen,
preferentemente de manera equidistante entre sí, una serie de
habitáculos receptores de gas comprimido (5), (5'). La cinta (4)
puede tratarse, por ejemplo, cadenas de arrastre o cable trenzado.
La rueda superior (2) puede estar conectada a un compresor (8) de
aire para comprimir el aire y la rueda inferior (9) puede estar
conectada a una turbina (9) que aproveche la expansión del gas
contenido en los habitáculos huecos herméticos o elementos
receptores (5), (5') para provocar un giro. Si bien en la figura,
el compresor está conectado al eje de giro de la rueda superior
(3) es posible desvincular ambos elementos, así como colocar un
elemento de almacenamiento intermedio de gas comprimido entre el
compresor (8) y los habitáculos receptores (5), (5'), ...
Igualmente es posible desvincular mecánicamente el giro de la
turbina (9) del de la rueda inferior (3). Por otra parte, si bien
no se ha representado en las figuras, también resulta posible
conectar mecánicamente los ejes de giro de las ruedas superior (2)
e inferior (3) o bien sincronizarlas por cualquier otro medio.
Los habitáculos receptores (5), (5') podrán
tratarse, por ejemplo, de cangilones herméticos huecos dotados de
una compuerta (52) con capacidad de apertura en los puntos superior
e inferior del recorrido. La apertura de los candilones podrá estar
controlada electrónicamente. De esta manera puede realizarse la
apertura simultánea de varios cangilones conectados a una rueda,
controlando el grado de apertura de cada uno de ellos, de tal
manera, por ejemplo, que se mantenga constante el flujo de aire que
pasa por la turbina (9). El sistema de apertura de compuerta podrá
comprender medios de apertura dispuestos en las ruedas, tales como
los salientes (21) de la rueda superior (2), los cuales, por encaje
en una compuerta del habitáculo receptor (5) lo abren, permitiendo
la entrada del gas comprimido al candilón (5). Si bien el sistema
de compuerta de apertura de los habitáculos receptores (5) no ha
sido detallado por motivos de simplicidad, de manera preferente,
los elementos de apertura de los mismos provocarán su apertura
hacia el interior del candilón en la rueda superior y su apertura
hacia el exterior en su rueda inferior.
En funcionamiento, los habitáculos receptores (5)
son llenados a su paso por la rueda superior (2) con gas
comprimido. De esta manera, sólo los habitáculos receptores de un
lado de las ruedas (2), (3) presentan gas comprimido, lo que
provoca, por diferencia de peso provocada por la gravedad, que los
candilones tiendan a "caer" provocando el giro de todo el
sistema. Los candilones son vaciados a su paso por la rueda
inferior (3) y su expansión es aprovechada para generar un trabajo
que puede ser aprovechado para comprimir el gas en la rueda
superior. Además, el movimiento de las ruedas (2), (3), puede ser
aprovechado para generar energía eléctrica. Lógicamente, la energía
obtenida de la expansión del aire será inferior a la necesaria para
su compresión, por lo que el trabajo obtenible por el movimiento
de la cinta (2) deberá ser suficiente para compensar esta
diferencia.
Por último, el dispositivo también dispone de un
alternador (10) para aprovechamiento del movimiento de giro de la
cinta (2) con los habitáculos receptores (5), (5'), ... provocado
durante el funcionamiento del dispositivo. Dicho alternador podrá
conectarse a una red eléctrica de transporte o distribución de
propósito general, es decir, aquella que está destinada a
transportar la energía eléctrica desde un generador a terceros
consumidores finales.
La rueda de arrastre superior (2) podrá estar
hueca, pudiéndose utilizar el espacio interior de la misma como
distribuidor del aire comprimido por el compresor (8) hacia los
habitáculos receptores del aire comprimido (5). Con fines
similares, la rueda inferior (3) también podrá estar hueca.
Mediante esta disposición se evita que el dispositivo presente
intermitencias en cuanto a su llenado de los habitáculos receptores
de gas comprimido pudiendo sincronizarse las revoluciones de
compresor (8) y turbina (9) libremente.
De acuerdo con los estudios efectuados por el
inventor, el aprovechamiento energético es mayor cuando mayor es la
altura del dispositivo y cuando mayor es la relación de compresión
de los medios de compresión. En particular, los aprovechamientos
energéticos son especialmente preferentes cuando la presión del gas
introducido en los habitáculos receptores de gas es mayor a 2,17
veces la presión atmosférica y la altura existente entre la zona
superior y la zona inferior del dispositivo es superior a 9,97
m.
Las figuras 4 y 5 muestran una realización de
habitáculos receptores (5) cuyo volumen es variable. Dichos
habitáculos receptores están compuestos por un armazón abierto que
comprende una pared de membrana flexible (51), cuando la compuerta
(52) se abre, la presión del aire comprimido mueve y expande las
paredes de la membrana (51), modificando el volumen del habitáculo
receptor (5). Por motivos de claridad la compuerta (52) no ha sido
representada en la figura 6. Mediante esta característica puede
conseguirse un vaciado más completo de los habitáculos
receptores.
Todo cuanto no afecte, altere, cambie o
modifique la esencia de lo descrito, será variable a los efectos de
la presente invención.
Claims (13)
1. Dispositivo de aprovechamiento energético
caracterizado porque comprende un acumulador que comprende
habitáculos huecos herméticos para recepción de gas a presión con
capacidad de giro alrededor de, al menos, un eje de giro y
definiendo la disposición de habitáculos un punto superior y un
punto inferior; medios de compresión de un gas; medios de
introducción del gas comprimido en los habitáculos receptores
situados en dicha zona superior; medios de vaciado del gas
contenido en los habitáculos receptores, situados en dicha zona
inferior; y medios de aprovechamiento energético asociados a los
medios de liberación del gas contenido en los habitáculos
receptores, o al giro de los mismos alrededor del eje de giro o a
ambos.
2. Dispositivo, según la reivindicación 1,
caracterizado porque el gas comprimido es aire de la
atmósfera.
3. Dispositivo, según la reivindicación 1 ó 2,
caracterizado porque los medios de aprovechamiento
energético comprenden al menos un alternador para la obtención de
energía eléctrica.
4. Dispositivo, según la reivindicación 3,
caracterizado porque los medios de aprovechamiento
energético incluyen una conexión con una red eléctrica de
transporte o distribución, de propósito general.
5. Dispositivo, según cualquiera de las
reivindicaciones 1 a 4, caracterizado porque los habitáculos
receptores de gas se distribuyen de manera equidistante a lo largo
de un elemento lineal cíclico o cinta.
6. Dispositivo, según cualquiera de las
reivindicaciones 1 a 5, caracterizado porque los habitáculos
receptores de gas son elementos de volumen variable.
7. Dispositivo, según cualquiera de las
reivindicaciones 1 a 6, caracterizado porque comprende
medios de almacenamiento de gas comprimido para introducción
posterior en los habitáculos receptores de gas comprimido en el
momento deseado.
8. Dispositivo, según cualquiera de las
reivindicaciones 5 a 7, caracterizado porque dispone de dos
ruedas alrededor de las cuales discurre, en funcionamiento, el
elemento lineal cíclico o cinta; estando conectada la rueda
superior a un compresor de aire; y estando conectada la rueda
inferior a una turbina para aprovechamiento de la presión del aire
contenido en los habitáculos receptores de gas, presentando cada
una de las ruedas medios para provocar la apertura de los
habitáculos receptores de gas.
9. Dispositivo, según la reivindicación 8,
caracterizado porque los medios de apertura de los elementos
de apertura de los habitáculos receptores de gas abren una
compuerta en la rueda superior hacia el interior, y abren una
compuerta en la rueda inferior hacia el exterior.
10. Dispositivo, según la reivindicación 8 ó 9,
caracterizado porque las ruedas se disponen esencialmente en
la misma vertical.
11. Dispositivo, según cualquiera de las
reivindicaciones 8 a 10, caracterizado porque, en
funcionamiento, los habitáculos receptores de gas situado a uno de
los lados de las ruedas albergan gas comprimido, mientras que los
elementos del lado opuesto no albergan gas comprimido.
12. Dispositivo, según cualquiera de las
reivindicaciones 8 a 11, caracterizado porque las ruedas son
huecas y actúan como distribuidores para el llenado y vaciado de
los habitáculos receptores.
13. Dispositivo, según cualquiera de las
reivindicaciones 1 a 12 caracterizado porque la presión del
gas introducido en los habitáculos receptores de gas es superior a
2,57 veces la presión de atmosférica, y porque la altura existente
entre la zona superior y la zona inferior es superior a 9,97 m.
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