ES1062667U - "dispositivo de aprovechamiento energetico". - Google Patents

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.