ES1292959U - Instalación de almacenamiento de energía - Google Patents

Abstract

Instalación de almacenamiento de energía, que comprende al menos un depósito (1, 2) superior de líquido, una turbina (5), una o más unidades de control (7), al menos una balsa de acumulación (9) inferior, aguas abajo de la turbina (5) y un sistema de bombeo, caracterizada por que comprende varios depósitos (1, 2) conectados entre sí por una o más conducciones (4).

Description

DESCRIPCIÓN

Instalación de almacenamiento de energía

SECTOR DE LA TÉCNICA

La presente solicitud se refiere a una instalación de almacenamiento de energía mediante la acumulación de masas de líquido, normalmente agua, en altura.

ESTADO DE LA TÉCNICA

Se conoce el uso de energía hidroeléctrica en el que un salto de agua tiene una salida de evacuación a través de una o más turbinas generadoras de electricidad. Estos saltos pueden ser utilizados para el almacenamiento de energía, bombeando el agua hacia la parte superior cuando hay exceso de producción y volviendo a generar electricidad en cuando es necesario.

Este sistema es eficaz, pero requiere un espacio y unas condiciones muy estrictas para situar el salto, de forma que no se produzcan fugas a través del terreno, se disponga de una altura adecuada, de suficiente terreno, etc.

El solicitante no conoce ninguna solución a este problema similar a la invención.

BREVE EXPLICACIÓN DE LA INVENCIÓN

La invención consiste en una instalación de almacenamiento de energía según la reivindicación primera y cuyas variantes resuelven los problemas del estado de la técnica.

En la memoria se hablará de “superior” e “inferior”, correspondiente a la posición en cota o altura sobre el nivel del mar.

La instalación de almacenamiento de energía es del tipo que comprende al menos un depósito de líquido superior, una turbina, una o más unidades de control y un sistema de bombeo, acompañados de una o más balsas de acumulación inferiores. De esta forma puede almacenar energía en forma de energía potencial del líquido. De forma novedosa, comprende varios depósitos conectados entre sí por una conducción. De esta forma es posible equilibrar las presiones dentro de los diferentes depósitos, de forma que sea similar, especialmente cuando se dispone al menos un depósito cerrado con una cámara de expansión de gas conectada a un compresor. Esta cámara de expansión permite elevar la presión en esos depósitos. Si hay depósitos abiertos a diferentes cotas, su equilibrio será hidrostático, según el principio de vasos comunicantes, salvo que se dispongan válvulas de corte de accionamiento manual o automático que impidan éste. Así, si no se puede esperar el equilibrio hidrostático, una vez llenado un depósito abierto inferior, se cierra su válvula de entrada.

Esta solución simplificar la construcción de balsas para acumulación de energía mediante centrales hidráulicas reversibles, con uso adicional de abastecimiento en su caso, particularmente en terrenos escarpados. Estos terrenos son habitualmente los más interesantes por conseguir desniveles con mayor facilidad, pero complican la construcción y la localización de terrenos con la superficie total adecuada.

Este diseño de instalación también permite reducir los costes de obra civil así como facilitar la obtención de los permisos administrativos necesarios al reducir la altura de los muros de contención del vaso de agua.

Normalmente, los depósitos están a diferente altura sobre la turbina. En ese caso, la conducción puede comprender válvulas unidireccionales y/o bidireccionales para asegurar que la presión en los depósitos más elevados suba sin afectar por equilibrio hidrostático a los más inferiores. En este caso, se dispone también una segunda conducción de vaciado o varios by-pass o desvíos de estas válvulas unidireccionales que se abren cuando se vacían los depósitos.

Otras variantes se aprecian en el resto de la memoria.

DESCRIPCIÓN DE LAS FIGURAS

Para una mejor comprensión de la invención, se incluye la siguiente figura.

Figura 1: Esquema de un ejemplo de realización.

A continuación, se pasa a describir de manera breve un modo de realización de la invención, como ejemplo ilustrativo y no limitativo de ésta.

En la figura 1 se aprecia un ejemplo de realización formado por tres depósitos (1,2) conectados a una base (3). Los dos primeros son depósitos cerrados (1) y el último es un depósito abierto (2). Los depósitos (1,2) están generalmente a diferentes alturas sobre el nivel de la base (3). Se ha de considerar que el número de depósitos abiertos (2) es variable, pero que es preferible que correspondan a los dispuestos a mayor altura.

Los depósitos (1,2) están conectados entre sí por una conducción (4) para que se establezca un equilibrio de presiones.

La base (3) comprende una turbina (5) generadora de electricidad y conectada a los depósitos (1,2). Un equipo de bombeo, que puede ser la propia turbina (5) en giro invertido permite recargar los depósitos (1,2). Una balsa de acumulación (9), inferior, guarda el líquido en su posición tras la turbina (5).

Los depósitos cerrados (1) comprenden de forma opcional una cámara de expansión (11) de gas, de forma que es posible elevar la presión a la que se dispone el líquido de su interior. Esta cámara de expansión (11) está conectada a un compresor (6), que puede estar en cada depósito cerrado (1), en la base (3) o en un elemento externo. El gas puede ser aire, nitrógeno o cualquier otro similar, preferiblemente seco.

Una o más unidades de control (7) detectan cuando el coste de la energía es reducido, hay sobreproducción, reciben órdenes de activación o directamente actúan según el horario y la fecha. En esos momentos, activan el sistema de bombeo para recargar los depósitos (1,2). Si consideran que se ha llenado suficiente, pueden activar el compresor (6) opcional para elevar la presión en los depósitos cerrados (1), aportando más líquido o no. Las unidades de control (7) abrirán o cerrarán las válvulas correspondientes, de forma que el flujo tome la dirección deseada.

En horas punta, o cuando se necesita mayor producción de electricidad, se extrae líquido de los depósitos (1,2) para actuar la turbina (5) y producir la electricidad. La presión de gas de las cámaras de expansión (11) también puede ser aprovechada en una turbina auxiliar (8), que igualmente puede ser el compresor (6) en funcionamiento invertido. De la misma forma que en el párrafo anterior, la unidad de control (7) modificará qué válvulas están abiertas y cuáles están cerradas para asegurar el flujo en la dirección correcta.

El número de depósitos (1,2) de cada tipo es variable, siendo posible disponer únicamente depósitos cerrados (1) o depósitos abiertos (2) o una combinación de ambos.

La instalación puede tener varias balsas de acumulación (9). En ese caso, preferiblemente la turbina (5) está en la balsa de acumulación (9) más inferior, que es cerrada. Esta balsa de acumulación (9) más inferior está comunicada con una o más balsas de acumulación (9) adicionales, a igual o mayor cota.

La instalación posee manómetros, válvulas de cierre, válvulas de purga, válvulas unidireccionales y bidireccionales para dirigir los flujos de fluido (gas o líquido)... para controlar el correcto funcionamiento.

Un ejemplo de depósito pueden ser las torres de aerogeneradores, como método de utilizar su volumen o para reutilizarlas una vez terminada su vida útil. Estas torres reutilizadas se podrían disponer tanto de manera vertical como, inclinadas o tumbadas para facilitar la gestión y la estabilidad.

Claims (1)

1. REIVINDICACIONES

   1- Instalación de almacenamiento de energía, que comprende al menos un depósito (1,2) superior de líquido, una turbina (5), una o más unidades de control (7), al menos una balsa de acumulación (9) inferior, aguas abajo de la turbina (5) y un sistema de bombeo, caracterizada por que comprende varios depósitos (1,2) conectados entre sí por una o más conducciones (4).

   2- Instalación de almacenamiento de energía, según la reivindicación 1, caracterizada por que comprende al menos un depósito cerrado (1) con una cámara de expansión (11) de gas conectada a un compresor (6).

   3- Instalación de almacenamiento de energía, según la reivindicación 1, caracterizada por que los depósitos (1,2) están a diferente altura sobre la turbina (4).

   4- Instalación de almacenamiento de energía, según la reivindicación 2, caracterizada por que comprende una turbina auxiliar (8) conectada a la cámara de expansión (11).

   5- Instalación de almacenamiento de energía, según la reivindicación 1, caracterizada por que la turbina (5) está conectada a una primera balsa de acumulación (9) cerrada, en la cota más inferior, comunicada con una o más balsas de acumulación (9) adicionales.