ES2211322B1 - Procedimiento para la generacion de energia electrica en abastecimientos de agua. - Google Patents
Procedimiento para la generacion de energia electrica en abastecimientos de agua.Info
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Abstract
Procedimiento para la generación de energía eléctrica en abastecimientos de agua. El procedimiento objeto de invención consiste en intercalar en la red de suministro de agua, junto al depósito de cabecera, al depósito de rotura de carga, al depósito elevado o al de cola en función del tipo de suministro, una válvula reguladora de paso con sistema de accionamiento a partir de las señales emitidas por unos sensores y una turbina hidráulica que activa un generador eléctrico.
Description
Procedimiento para la generación de energía
eléctrica en abastecimientos de agua.
El objeto de la presente invención se refiere a
un procedimiento por el que se obtiene energía eléctrica haciendo
uso de las redes de abastecimiento de agua.
Dicha invención encuentra su aplicación en el
sector eléctrico y propone un procedimiento de obtención de energía
eléctrica a partir de recursos renovables y sin generar impacto
medioambiental alguno.
Los abastecimientos suelen constar de una
captación, normalmente situada lejos del lugar a abastecer y que
suele ser un pozo, un pantano, una fuente, un canal, un lago u
otras. Desde la captación, el agua se dirige por medio de canales o
tuberías hasta un depósito de cabecera o acumulación. Una vez en el
depósito de cabecera, el agua se hace llegar por tuberías a los
abastecimientos propiamente dichos. Así, intercalando en la red, un
depósito de rotura de carga, válvulas reductoras, y en casos
determinados, depósitos elevados conseguimos presiones adecuadas en
los abastecimientos.
En ocasiones el agua se lleva desde las
captaciones mediante tuberías hasta los depósitos de rotura de
carga.
Así mismo, a veces el depósito de rotura de carga
no está lo suficientemente elevado para que la presión en la zona a
abastecer sea adecuada por lo que se bombea desde este, hasta otro
depósito más elevado que sí garantiza la presión de suministro.
También puede ocurrir que desde la cota del
depósito de rotura de carga hasta la cota más baja del
abastecimiento haya demasiada diferencia. En estos caso se colocan
válvulas reductoras de presión para evitar que se generen presiones
muy elevadas en los citados puntos del abastecimiento.
Existen diversos procedimientos para la obtención
de energía eléctrica con turbinas hidráulicas especialmente
diseñadas para microcentrales, con generadores síncronos o
asíncronos y cuadros de conversión para la conexión directa o
indirecta a la red eléctrica, así como otros dispositivos para
regular de manera automática el caudal y presión de una instalación
de agua.
El procedimiento para la generación de energía
eléctrica en abastecimientos de agua consiste en intercalar en la
tubería entre el depósito de cabecera, el depósito de rotura de
carga, el depósito elevado o el de cola, en función de las
condiciones del abastecimiento los siguientes dispositivos:
Una válvula reguladora accionada por cualquier
medio, bien sea hidráulico, eléctrico, neumático, u otros, que
opera a partir de las señales emitidas por dos sensores dispuestos
aguas arriba, en la propia válvula, o aguas abajo, en el depósito.
A continuación de la válvula reguladora se aloja una turbina
hidráulica que mueve un generador eléctrico. Así, la potencia de la
turbina hidráulica va a depender de la columna de agua en la entrada
y del caudal de la misma.
Aguas arriba y aguas debajo de la turbina se
intercalan dos válvulas de cierre para incomunicar la misma en las
labores de mantenimiento u avería del equipo. Un conducto de
realimentación provisto de válvula de cierre asegura el
abastecimiento en dichas labores.
Los sensores colocados antes, en la válvula
reguladora o en el depósito, actuarían sobre el nivel en los
depósitos o en el caudal de paso.
Por último y para optimizar el rendimiento, en el
caso en que el depósito en el que se coloca la turbina tuviese
capacidad para 24 horas de abastecimiento, meteríamos el agua en
ésta en horas punta de consumo eléctrico, valiéndonos de un
temporizador y el sensor de caudal. Si el depósito no tuviese esa
capacidad de 24 horas, el sensor mantendría un nivel constante, por
lo que en caso de abastecimiento urbano, en el que el máximo
consumo de agua y de energía eléctrica coinciden, la optimización
de la instalación estaría también asegurada.
Como se puede comprender tras la descripción del
funcionamiento, se trata en definitiva de un sistema que
aprovechando las instalaciones existentes, de forma automática y
sin necesidad de personal extra que no sea el propio del
abastecimiento, suministra una energía eléctrica que produce
beneficios económicos en los suministros de aguas.
Una vez se han descrito los dispositivos a partir
de los cuales se lleva a cabo el procedimiento objeto de la
invención se describe a continuación cómo se aplica en función del
tipo de red de abastecimiento sobre la que se actúa:
1. Entre el depósito de cabecera y el de rotura
de carga hay cota suficiente para mover una turbina.
- El agua llega al depósito de cabecera, bien por canales o mediante tubería. De allí bajo tubo va al depósito de rotura de carga desde donde se distribuye con la presión idónea al abastecimiento propiamente dicho.
- En este caso colocaríamos los dispositivos descritos en la entrada del depósito de rotura de carga, intentando hacer coincidir la máxima de entrada de agua con las horas punta de energía en caso de tener el depósito capacidad de abastecimiento para 24 horas o mediante sensores de nivel si no la tuviera.
2. Entre la captación y el depósito de cabecera
el agua llega entubada y con cota suficiente para mover una
turbina.
- En este caso se colocarían dos turbinas, una como se ha descrito en el caso anterior y una segunda similar a la anterior en el depósito de cabecera.
3. No hay depósito de cabecera entre la captación
y el depósito de rotura de carga y la diferencia de cotas entre
ambos es suficiente.
- Colocaríamos los dispositivos descritos a la entrada del depósito. En estos casos, generalmente el depósito de rotura de carga es de mayor capacidad puesto que hace las funciones de acumulador, aparte de las propias.
4. Hay cota entre la captación y el depósito
elevado pero no desde el de rotura de carga y el
abastecimiento.
- Si el de rotura de carga estuviese a cota de abastecimiento, colocaríamos el conjunto, sobre una línea, que puenteando el depósito de rotura de carga, llevaría el agua directamente al depósito elevado, controlando mediante válvula reguladora activada a partir de las señales emitidas por el sensor colocado en este último depósito.
5. Válvula reductora de presión y depósito de
cola situado a cota similar.
- Si la válvula reductora y el depósito de cola están situados aproximadamente en la misma cota, suministraríamos el agua directamente al depósito de cola, intercalando a la entrada del mismo los dispositivos objeto de la invención y dejaríamos el uso de la línea provista de válvula reductora para actividades de mantenimiento y limpieza del citado depósito.
Con objeto de presentar una realización de la
invención se presentan a continuación un conjunto de figuras en las
que se representa de un modo práctico las realización de la
invención descrita.
En dichas figuras, los elementos numerados se
relacionan a continuación:
- (1): Válvula reguladora
- (2): Mecanismo de accionamiento de válvula
- (3): Turbina hidráulica
- (4): Generador eléctrico
- (5): Sensor de nivel depósito
- (6): Sensor de caudal de paso
- (7): Válvulas de cierre
- (8): Conducto by-pass
- (9): Válvula de by-pass
Se presentará una forma de realización preferida
en el supuesto de una red de suministro de agua provista de
depósito de cabecera y depósito de rotura de carga ubicados a una
diferencia de cotas suficiente para mover una turbina.
Así, el agua llega al deposito de cabecera, bien
por canales o mediante tubería desde un pantano. Desde el depósito
de cabecera se conduce a través de tuberías al depósito de rotura
de carga donde, finalmente, se distribuye con la presión idónea al
abastecimiento propiamente dicho.
Sobre la red de suministro descrita y a partir
del procedimiento objeto de la presente invención se introduce en
la línea entre el depósito de cabecera y el depósito de rotura de
carga y junto a este último la válvula reguladora (1) provista de
mecanismos de accionamiento hidráulico (2) que opera a partir de
las señales emitidas por el sensor de nivel de depósito (5) y
sensor de caudal de paso (6). A continuación de la válvula
reguladora (1) se aloja la turbina hidráulica (3) que mueve el
generador eléctrico (4).
La turbina (3) dispone de dos válvulas de cierre
(7) para incomunicar la misma en las labores de mantenimiento u
avería del equipo. Un conducto by-pass (8) provisto
de válvula de cierre (9) asegura el abastecimiento en dichas
labores.
No se considera necesario hacer más extensa esta
descripción para que cualquier experto en la materia comprenda el
alcance de la invención y las ventajas que de la misma se derivan.
La disposición de los elementos serán susceptibles de variación
siempre y cuando ello no suponga una alteración en la esencialidad
del invento.
Los términos en los que se ha redactado esta
memoria deberán ser tomados siempre en sentido amplio y no
limitativo.
Claims (3)
1. Procedimiento para la generación de energía
eléctrica en abastecimientos de agua caracterizado por
intercalar en la red de tuberías aguas arriba junto al depósito de
cabecera, el depósito de rotura de carga, el elevado o el de cola
en función del tiempo de suministro, una válvula reguladora de paso
(1) y una turbina hidráulica (3) que activa un generador eléctrico
(4).
2. Procedimiento para la generación de energía
eléctrica en abastecimientos de agua según reivindicación 1
caracterizado por su válvula reguladora provista de
mecanismos de accionamiento hidráulico, eléctrico o neumático (2)
que opera a partir de las señales emitidas por un sensor de nivel
de depósito aguas abajo (5) y un sensor de caudal de paso (6) aguas
arriba a la válvula reguladora (1).
3. Procedimiento para la generación de energía
eléctrica en abastecimientos de agua según reivindicación 1 y 2
caracterizado por su turbina hidráulica (3) provista de
válvulas de cierre aguas arriba y aguas abajo (7) y un conducto
by-pass (8) con válvula de cierre (9) al objeto de
garantizar el abastecimiento en operaciones de mantenimiento o
avería.
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