ES1285288U - Device for harnessing wind energy generated by the movement of electric vehicles, when circulating. (Machine-translation by Google Translate, not legally binding) - Google Patents
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Abstract
Description
DESCRIPCIÓNDESCRIPTION
Dispositivo de aprovechamiento de la energía eólica generada por el movimiento de los vehículos eléctricos, al circularDevice for taking advantage of wind energy generated by the movement of electric vehicles, when circulating
OBJETO DE LA INVENCIÓNOBJECT OF THE INVENTION
La presente invención se refiere a un dispositivo de aprovechamiento de la energía eólica generada por el movimiento de los vehículos eléctricos al circular, mediante unas aspas integradas en una batería de hélices, siendo que las aspas van unidas cada una de ellas a un generador eléctrico de forma independiente, el cual transforma la energía eólica en energía eléctrica, para la recarga de la batería de los vehículos eléctricos.The present invention relates to a device for harnessing the wind energy generated by the movement of electric vehicles when circulating, by means of blades integrated into a battery of propellers, the blades each being linked to an electric generator of independently, which transforms wind energy into electrical energy, to recharge the battery of electric vehicles.
Así, el dispositivo propuesto aprovecha la fuerza del viento al circular, ya que éste se hace pasar por las indicadas aspas, las cuales van contactadas a un generador eléctrico, el cual, a su vez, mediante un cable conectado a la batería del vehículo eléctrico, recarga el mismo.Thus, the proposed device takes advantage of the force of the wind when circulating, since it is passed through the indicated blades, which are connected to an electric generator, which, in turn, through a cable connected to the battery of the electric vehicle , reload the same.
El campo de aplicación de Ia presente invención se encuentra dentro de Ia industria automovilística.The field of application of the present invention is within the automobile industry.
ANTECEDENTES DEL ESTADO DE LA TÉCNICABACKGROUND OF THE STATE OF THE ART
Actualmente existen varios sistemas de auto recarga, unos incorporados al vehículo y otros externos:There are currently several self-charging systems, some built into the vehicle and others external:
- Frenada regenerativa: se basa en transformar la energía mecánica en energía eléctrica mediante la rotación de dos cuerpos conductores que crean un campo magnético. Se conocen en el estado de la técnica vehículos eléctricos auto recargables, pero no lo suficientemente desarrollados para no depender del enchufe.- Regenerative braking: it is based on transforming mechanical energy into electrical energy through the rotation of two conductive bodies that create a magnetic field. Self-recharging electric vehicles are known in the state of the art, but they are not sufficiently developed so as not to depend on the plug.
- Placas solares: las placas solares tienen la ventaja de que cargan el vehículo mientras circulan (y también lo hacen, cuando están parados). Los inconvenientes son mayores. La carga no se genera lo suficientemente rápido para los consumos demandados y algunos prototipos han logrado resultados capaces de hacernos pensar que es posible, pero no dejan de ser eso, prototipos También supone un inconveniente el alto coste de las placas solares, y la necesidad de que haya sol. Dejan de ser eficientes los días nublados, y totalmente inútiles durante por la noche. También se ve muy reducida su efectividad en situaciones geográficas adversas. Igualmente hay que resaltar el alto costo que tiene la incorporación de éstas a los vehículos.- Solar panels: solar panels have the advantage that they charge the vehicle while it is moving (and also when it is stopped). The drawbacks are greater. The load is not generated fast enough for the demanded consumption and some prototypes have achieved results capable of making us think that it is possible, but they are still just that, prototypes Also inconvenient is the high cost of solar panels, and the need for sunshine. They are no longer efficient on cloudy days, and totally useless at night. Its effectiveness is also greatly reduced in adverse geographical situations. Likewise, it is necessary to highlight the high cost of incorporating these into vehicles.
- Carreteras auto regeneradoras: este sistema requiere de una ingente inversión en infraestructuras, que solo pueden acometer los Estados. Y, de existir, se limitaría a vías de considerable importancia, dejando de implementarse en carreteras secundarias. Por lo que su uso estaría muy limitado.- Self-regenerating highways: this system requires a huge investment in infrastructure, which can only be undertaken by the States. And, if it existed, it would be limited to roads of considerable importance, ceasing to be implemented on secondary roads. So its use would be very limited.
- Placas de inducción: esta técnica consiste en situar el vehículo sobre una superficie que hace posible la carga sin tener que conectarlo. Es decir, que el vehículo eléctrico se cargaría solo mientras se deja estacionado. Las placas de inducción precisan de tener al vehículo parado, algo que equivaldría a tenerlo enchufado, lo que no presenta una mejora sustancial.- Induction plates: this technique consists of placing the vehicle on a surface that makes charging possible without having to connect it. In other words, the electric vehicle would charge itself while it is left parked. Induction hobs require the vehicle to be stationary, something that would be equivalent to having it plugged in, which does not present a substantial improvement.
El dispositivo propuesto resuelve estos inconvenientes ya que es muy eficiente frente a lo anteriormente conocido. Elimina el inconveniente de las placas solares ya que actúa en cualquier situación meteorológica, situación geográfica y por la noche. No requiere inversiones en infraestructuras y es independiente de la carretera por la que circule, incluso por carriles o caminos. El vehículo eléctrico se va recargando cuando está en movimiento, por lo que no es necesario ningún periodo de tiempo inutilizado mientras se recarga, como ocurre en el caso de las placas de inducción.The proposed device solves these drawbacks since it is very efficient compared to what was previously known. It eliminates the inconvenience of solar panels since it acts in any weather situation, geographical location and at night. It does not require investments in infrastructure and is independent of the road on which it travels, even along lanes or paths. The electric vehicle is recharged when it is in motion, so there is no need for a period of unused time while it is being recharged, as is the case with induction hobs.
El dispositivo propuesto, además, aprovecha la fuerza del aire sin interferir en la aerodinámica del vehículo ya que va integrado en el interior del mismo, por lo que no resta penetrabilidad del mismo. Así, el aire atraviesa las hélices para después pasar al motor para su refrigeración como ocurriría de ordinario, de forma que no supone una resistencia añadida a la aerodinámica mayor que la que tendía el vehículo sin incorporar el dispositivo en cuestión. Por todo ello, supone una gran mejora con respecto a los sistemas existentes.The proposed device also takes advantage of the force of the air without interfering with the aerodynamics of the vehicle since it is integrated inside the vehicle, so it does not reduce its penetrability. Thus, the air passes through the propellers and then passes to the engine for cooling as would normally occur, so that it does not imply an added resistance to the aerodynamics greater than that which the vehicle would have without incorporating the device in question. For all these reasons, it represents a great improvement over existing systems.
EXPLICACION DE LA INVENCIÓNEXPLANATION OF THE INVENTION
El Dispositivo de aprovechamiento de la energía eólica generada por el movimiento de los vehículos eléctricos al circular, éste incorpora unas aspas integradas en una batería de hélices, siendo que las aspas van adosadas cada una de ellas a un generador eléctrico de forma independiente, el cual transforma la energía eólica en energía eléctrica, para la recarga de la batería de los vehículos eléctricos. El dispositivo se basa en el aprovechamiento de la fuerza generada por el aire al chocar con los vehículos, cuando éstos van circulando.The device for harnessing the wind energy generated by the movement of electric vehicles when circulating, it incorporates blades integrated into a battery of propellers, and the blades are each attached to an electrical generator independently, which transforms wind energy into electrical energy, for recharging the battery of electric vehicles. The device is based on the use of the force generated by the air when it collides with the vehicles, when they are circulating.
Las aspas se colocan en la parte frontal del vehículo eléctrico, tras la rejilla del mismo, para no interferir en la penetrabilidad del vehículo, al no transformar su aerodinámica; las mismas van unidas cada una de ellas a un generador eléctrico de forma independiente. Las aspas se moverán al chocar con el aire, haciendo rotar el generador, el cual constituye la base de la creación de la energía eléctrica que se va a aprovechar para recargar la batería.The blades are placed in the front part of the electric vehicle, behind its grille, so as not to interfere with the penetrability of the vehicle, by not changing its aerodynamics; they are each linked to an electrical generator independently. The blades will move when they hit the air, rotating the generator, which is the basis for the creation of electrical energy that will be used to recharge the battery.
Estas aspas adosadas a sus respectivos generadores eléctricos, van conectadas en serie para sumar las energías que produzcan cada una de ellas.These blades attached to their respective electric generators, are connected in series to add the energies produced by each of them.
En el caso de que se produzcan altas velocidades durante un largo periodo de tiempo y la cantidad de energía sea alta, se dispondrá de aportación a la batería cuando esté llena.In the event that high speeds occur for a long period of time and the amount of energy is high, contribution to the battery will be available when it is full.
El dispositivo propuesto comenzará a funcionar siempre que el vehículo eléctrico esté en movimiento, no precisado de ninguna acción o requisitos externos, solo y exclusivamente el movimiento del vehículo eléctrico que, por la naturaleza de las aspas, funcionará a bajas velocidades en ciudad, con la consiguiente disminución del rendimiento; así como en vías rápidas en las que el rendimiento será óptimo.The proposed device will start working whenever the electric vehicle is in motion, not requiring any action or external requirements, only and exclusively the movement of the electric vehicle which, due to the nature of the blades, will work at low speeds in the city, with the consequent decrease in performance; as well as on fast roads where performance will be optimal.
DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOSDESCRIPTION OF THE DRAWINGS
Para complementar la descripción que se está realizando y con objeto de ayudar a una mejor comprensión de las características de la invención Dispositivo de aprovechamiento de la energía eólica generada por el movimiento de los vehículos eléctricos, al circular, y de acuerdo con un ejemplo preferente de realización práctica de la misma, se acompaña como parte integrante de dicha descripción, un juego de dibujos en donde con carácter ilustrativo y no limitativo, se ha representado lo siguiente:To complement the description that is being made and in order to help a better understanding of the characteristics of the invention Device for harnessing the wind energy generated by the movement of electric vehicles, when circulating, and in accordance with a preferred example of practical realization of the same, is accompanied as an integral part of said description, a set of drawings where with illustrative and non-limiting character, the following has been represented:
La Figura 1 muestra un esquema explicativo de funcionamiento de un rotor eólico. Figure 1 shows an explanatory diagram of the operation of a wind rotor.
La Figura 2 muestra un esquema explicativo de funcionamiento de rotor eólico sobre cilindro.Figure 2 shows an explanatory diagram of the operation of a wind rotor on a cylinder.
La Figura 3 muestra una vista de la planta del dispositivo, en la que se pueden apreciar las aspas integradas en una batería de hélices (1) rodeadas por una carcasa de seguridad (2).Figure 3 shows a plan view of the device, in which the blades integrated into a battery of propellers (1) surrounded by a safety casing (2) can be seen.
La Figura 4 muestra otra vista de la planta del dispositivo, en la que se puede apreciar el generador eléctrico (3) que lleva incorporado.Figure 4 shows another plan view of the device, in which the electric generator (3) incorporated can be seen.
La Figura 5 muestra una vista de los generadores conectados entre sí uniendo todo mediante el cable (4) a la batería (5).Figure 5 shows a view of the generators connected to each other, joining everything by means of the cable (4) to the battery (5).
La figura 6 muestra el frontal del vehículo eléctrico donde van alojado el dispositivo tras la rejilla (6) del mismo.Figure 6 shows the front of the electric vehicle where the device is housed behind its grille (6).
REALIZACIÓN PREFERENTE DE LA INVENCIÓNPREFERRED EMBODIMENT OF THE INVENTION
En una realización preferida del dispositivo de aprovechamiento de la energía eólica generada por el movimiento de los vehículos eléctricos al circular, mediante unas aspas integradas en una batería de hélices (1), rodeadas por una carcasa de seguridad (2), siendo que las aspas van unidas a un generador eléctrico (3), que transforma la energía eólica en energía eléctrica, para la recarga de la batería (5) de los vehículos eléctricos.In a preferred embodiment of the device for harnessing the wind energy generated by the movement of electric vehicles when circulating, by means of blades integrated into a battery of propellers (1), surrounded by a safety casing (2), the blades being They are linked to an electric generator (3), which transforms wind energy into electrical energy, to recharge the battery (5) of electric vehicles.
Más concretamente, el generador eléctrico transforma la fuerza motriz derivada del movimiento generado por las aspas, en energía eléctrica, conectándose dicho generador, mediante un cable (4), a la batería (5) principal del vehículo eléctrico donde se almacena para alimentar el motor durante su marcha.More specifically, the electric generator transforms the driving force derived from the movement generated by the blades, into electrical energy, said generator being connected, by means of a cable (4), to the main battery (5) of the electric vehicle where it is stored to power the engine. during his walk.
Las aspas se conectan en serie para sumar su capacidad.The blades are connected in series to add their capacity.
A continuación, se expondrá el cálculo que la energía producida por una de estas aspas produce.Next, the calculation that the energy produced by one of these blades produces will be presented.
El cálculo se basa partiendo de un rotor eólico, al modo del que se acompaña, a modo explicativo, y como figura 1. En tal caso, un aerogenerador desviará el viento antes ncluso de que el viento llegue al plano del rotor. Esto significa que nunca seremos capaces de capturar toda la energía que hay en el viento utilizando un aerogeneradorThe calculation is based starting from a wind rotor, in the way that it is accompanied, by way of explanation, and as figure 1. In this case, a wind turbine will deflect the wind before Even if the wind reaches the plane of the rotor. This means that we will never be able to capture all the energy that is in the wind using a wind turbine.
En la indicada figura, el viento viene desde la derecha y se emplea un mecanismo para capturar parte de la energía cinética que posee el viento (en este caso se emplea un rotor de tres palas, aunque podría haberse tratado de cualquier otro mecanismo).In the indicated figure, the wind comes from the right and a mechanism is used to capture part of the kinetic energy that the wind possesses (in this case a three-blade rotor is used, although it could have been any other mechanism).
El rotor de la turbina eólica debe obviamente frenar el viento cuando captura su energía cinética y la convierte en energía rotacional. Esto implica que el viento se moverá más lentamente en la parte izquierda del rotor que en la parte derecha.The wind turbine rotor must obviously slow down the wind as it captures its kinetic energy and converts it into rotational energy. This implies that the wind will move more slowly on the left side of the rotor than on the right side.
Dado que la cantidad de aire que pasa a través del área barrida por el rotor desde la derecha (por segundo) debe ser igual a la que abandona el área del rotor por la izquierda, el aire ocupará una mayor sección transversal (diámetro) detrás del plano del rotor.Since the amount of air passing through the rotor swept area from the right (per second) must be equal to that leaving the rotor area from the left, the air will occupy a larger cross-section (diameter) behind the rotor. rotor plane.
Este efecto puede apreciarse en la figura 1, donde se muestra un tubo imaginario, el llamado tubo de corriente, alrededor del rotor de la turbina eólica. El tubo de corriente muestra cómo el viento moviéndose lentamente hacia la izquierda ocupará un gran volumen en la parte posterior del rotor.This effect can be seen in figure 1, where an imaginary tube, the so-called current tube, is shown around the rotor of the wind turbine. The current tube shows how the wind moving slowly to the left will occupy a large volume at the back of the rotor.
El viento no será frenado hasta su velocidad final inmediatamente detrás del plano del rotor. La ralentización se producirá gradualmente en la parte posterior del rotor hasta que la velocidad llegue a ser prácticamente constante.The wind will not be slowed down to its final speed immediately behind the rotor plane. Slowing will occur gradually at the rear of the rotor until the speed becomes almost constant.
Esto nos hará poder llegar a pensar que el volumen que atraviesa el rotor del dispositivo propuesto no puede llegar a ser un cilindro perfecto (figura 2, explicativa, que se acompaña), y efectivamente eso nunca llegará a pasar ya que el área transversal del aire que fluye por las aspas se ensanchará en cuanto pase por estas.This will make us think that the volume that the rotor of the proposed device passes through cannot become a perfect cylinder (explanatory figure 2, which is attached), and indeed that will never happen since the cross-sectional area of the air that flows through the blades will widen as soon as it passes through them.
Esto ocurría en casos muy excepcionales en los que por ejemplo el rotor estuviera dentro de un tubo de cristal que se cerciorase de que el aire pase exactamente por esa zona, pero en nuestro caso el rotor se encontrará en aire libre.This happened in very exceptional cases in which, for example, the rotor was inside a glass tube that made sure that the air passed exactly through that area, but in our case the rotor will be in free air.
Conocido todo lo anterior, podemos deducir que, en el dispositivo propuesta, si al pasar el aire por las aspas y el volumen que entra debe ser igual al que sale, al tener una velocidad menos el aire que sale del rotor de la que entra el área debe aumentar para que el flujo se mantenga constante. Knowing all of the above, we can deduce that, in the proposed device, if when the air passes through the blades and the volume that enters must be equal to the volume that leaves, since the air that leaves the rotor has a less speed than the one that enters the area must increase for the flow to remain constant.
Llegados a este punto, podemos apoyarnos, como complemento de lo anterior, en la demostración de la Ley de Betz (que toma en cuenta todo lo expresado anteriormente). At this point, we can rely, as a complement to the above, on the demonstration of Betz's Law (which takes into account everything expressed above).
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