ES2211338B2 - Sistema para la desalacion de agua basado en energia eolica. - Google Patents
Sistema para la desalacion de agua basado en energia eolica.Info
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Abstract
Sistema para la desalación de agua basado en energía eólica, en especial para desalar agua en sistemas aislados carentes de producción de energía eléctrica. El sistema se compone de un molino con una columna (1) móvil, sostenida por una serie de rodillos (2) de sujeción, y estando conectadas las aspas (3) del molino al eje exterior (5) del mismo. Este molino va unido directamente a una bomba de alta presión (6), la cual está conectada a través de una válvula (7) a una turbina (23) unida a la bomba (11) de extracción de agua de un pozo. El agua es transportada a un depósito (9) y parte de ella retorna a la bomba de la alta presión (6) y el resto accede a un sistema de recuperación de energía (15). Está previsto un sistema (13) dotado de una miniturbina (8) y una bomba auxiliar (12) y conectado con un sistema de membranas de ósmosis inversa (14) que queda unido a un depósito de agua potable (18).
Description
Sistema para la desalación de agua basado en
energía eólica.
La presente invención se refiere a un nuevo
sistema para la desalación de agua basado en energía eólica, en
especial para desalar agua en sistemas aislados carentes de
producción de energía eléctrica.
El uso de la energía eólica está siendo en los
últimos tiempos de gran aplicación, al tratarse de una fuente de
energía no contaminante y económica. Así, por ejemplo, esta energía
eólica no sólo se está utilizando para transformarla en energía
eléctrica, sino también, en algunos casos, véase por ejemplo la
patente de invención española 2024097, para la evaporación de agua
en embalses.
Por otro lado, la patente española 0482604,
concedida el 1 de Abril de 1980 a nombre de Joaquín Monte González,
recoge un sistema potabilizador de agua del mar mediante energía
eólica y energía solar. El sistema se basa en tomar directamente el
agua del mar y hacerla pasar directamente por un panel solar en
donde elevará su temperatura; el agua pasará después a un calentador
rotativo en donde se transformará en vapor húmedo. Acto seguido,
este vapor entrará en contacto con un recalentador eléctrico en
donde adquirirá un título de vapor saturado seco. Este vapor real
cederá parte de su energía interna en mover una turbina y después
de haber realizado este trabajo, evacuará a un condensador de
superficie donde licuará y aprovechará esta agua destilada que caerá
a una cisterna.
Por otro lado, la patente española 2134682,
presentada el 27 de Febrero de 1995 a nombre de Instituto
Tecnológico de Canarias, S.A., recoge un aeromotor para desalar
agua con un acoplamiento mecánico. Este sistema utiliza una turbina
eólica para, mediante un acoplamiento mecánico de
rotor-bomba y un circuito hidráulico, desalar agua
con membranas osmóticas. Para ello se alimenta agua salada filtrada
a una bomba, la cual es movida por elementos mecánicos desde el
aeromotor dando presión al fluido en el circuito de desalación para
obtener agua producto y rechazo.
La patente española nº 2 162 592, presentada el
11 de enero de 2000 a nombre de Bjorn Lyng, Sigbjorn Lyng y Leif S.
Drablos, recoge un procedimiento y una instalación para producir
agua dulce a partir de agua salada. En dicha instalación, una
instalación de recuperación de energía se adapta a una instalación
de membranas de ósmosis inversa. La instalación de recuperación de
energía incluye un par de depósitos alternativos que operan en
fases opuestas, y para cada depósito se realiza un paso de
retroceso para el vaciado del agua residual de retorno, lo cual
debe hacerse con una mayor rapidez que el paso de avance para el
llenado del otro depósito.
El nuevo sistema para la desalación de agua
basado en energía eólica, en especial para desalar agua en sistemas
aislados carente de producción de energía eléctrica objeto de la
presente invención pretende mejorar los sistemas actualmente
conocidos, con las ventajas que seguidamente se numeran:
- -
- Uso directo de energía eólica para obtener un mayor rendimiento energético;
- -
- Acople de bomba de alta eficacia sin la cual no podría funcionar el sistema;
- -
- Aplicación a la desalación de agua en lugares aislados de centros de producción energética;
- -
- El nuevo sistema evita el exceso de peso en la parte superior del aerogenerador, ya que la bomba de alta presión se encuentra en su base; y
- -
- La producción de agua se produce cuando hay viento suficiente, parándose la producción cuando cesa éste y arrancando de nuevo automáticamente el sistema cuando vuelve a correr el viento.
El sistema para la desalación de agua basado en
energía eólica, en especial para desalar agua en sistemas aislados
carentes de producción de energía eléctrica, objeto de la presente
solicitud, posee una bomba de alta presión, la cual recibe agua de
mar a baja presión de un depósito a través de la conducción, siendo
aportada este agua desde un pozo a través de una conducción por
medio de la energía emitida por el agua de mar que sale a presión
de la bomba y que, a través de una válvula, pasa a una turbina que
acciona una bomba y que es la que eleva el agua al depósito; la
bomba envía entonces a alta presión, a través de la conducción,
este agua de mar a un sistema compuesto por una miniturbina y una
bomba auxiliar; la miniturbina acciona una bomba auxiliar que es la
que recibe la salmuera, siendo inyectada esta salmuera en un
sistema recuperador de energía que incluye un cilindro de
recuperación de presión/depósito alternativo con pistones o
depósitos que llevan membranas flexibles y densas, y con un
conjunto provisto de una regulación electrónica que funciona en
relación a la presión que emite la bomba de alta presión, y en
función del viento existente, se incorpora el número necesario de
membranas, con un conjunto de válvulas mediante las cuales fuerza
la inyección de agua de mar en las membranas, las cuales determinan
que una parte de esta agua de mar se convierta en agua dulce, la
cual pasará a un respectivo depósito desde el cual, y a través de
una bomba, es suministrada para el consumo, y se caracteriza porque
este sistema se compone de un molino con una columna móvil,
giratoria en función de la dirección del viento, sostenida por unos
rodillos de sujeción, estando las aspas del molino conectadas al eje
exterior que va unido directamente a la bomba de alta presión. La
columna es giratoria en todo su conjunto.
Conforme a la invención, el sistema compuesto de
la miniturbina y la bomba auxiliar comprende un conjunto provisto
de una regulación mecánica que funciona en relación a la presión
que emite la bomba de alta presión, ordenando la entrada en
servicio de nuevos conjuntos de membranas o bien la salida de
servicio en función de la velocidad del viento y, consecuentemente,
de la presión del agua.
De acuerdo con la invención, en función del
viento existente se incorpora al sistema el número necesario de
baterías de membranas.
En lo que sigue, y con ayuda de la única figura
de los dibujos que se acompañan, la cual muestra una vista en
sección del sistema en conjunto para la desalación de agua basado
en energía eólica objeto de la invención, se describirá una forma
de realización preferida de este sistema.
Haciendo referencia a esta figura, se puede
observar que el sistema consta de un molino con una columna (1)
móvil que gira según la dirección del viento al estar sostenida por
los rodillos de sujeción (2). Las aspas (3) del molino van
conectadas (4) al eje exterior (5) que va unido directamente a la
bomba de alta presión (6). Esta bomba puede ser, por ejemplo, una
bomba del tipo recogido en la solicitud de patente española
P200202277, presentada el 4 de octubre de 2002 a nombre del mismo
titular que la presente, y que consta de un cuerpo de bomba cuyo
rotor principal está provisto de una serie de segmentos que se
acoplan a unas muescas practicadas en un par de cilindros que giran
sincrónicamente con el rotor principal a través de unos rodillos
dentados acoplados al eje del rotor principal. Es de señalar, de
manera importante, que para que el presente sistema funcione
óptimamente es requisito casi indispensable que el mismo utilice la
bomba comentada.
El sistema funciona de la siguiente manera: en
primer lugar y para que todo el sistema se ponga en funcionamiento,
el depósito (9) debe disponer de agua de mar o salina. Este agua es
aportada desde el pozo (22) a través de la conducción (3') por
medio de la energía emitida por el agua de mar que sale a presión de
la bomba (6) y que, a través de una válvula (7), pasa a una turbina
(23) que acciona una bomba (11) y que es la que eleva el agua al
depósito (9). Desde este depósito (9) el agua de mar accede por su
propio peso, es decir a baja presión, a través de la conducción
(24), a la bomba (6), la cual es accionada por el eje (5) que es
movido por las aspas (3) del molino por la acción del viento. La
bomba (6) envía entonces a alta presión, a través de la conducción
(1'), este agua de mar a un sistema (13) compuesto por una
miniturbina (8) y una bomba auxiliar (12); la miniturbina (8)
acciona la bomba auxiliar (12) que es la que recibe la salmuera
(25) procedente de las membranas de ósmosis inversa (14). Esta
salmuera es inyectada entonces en un sistema recuperador de energía
(15) que incluye un cilindro de recuperación de presión/depósito
alternativo con pistones o depósitos (16) que llevan membranas
flexibles y densas. El sistema recuperador (15) incorpora un
conjunto de válvulas (21) mediante las cuales fuerza la inyección
de agua de mar (17) en las membranas (14). Estas membranas
determinan que una parte de este agua de mar se convierta en agua
dulce, la cual pasará a un respectivo depósito (18) desde el cual,
y a través de una bomba (19), es suministrada para el consumo
(20).
El sistema (13) comprende un conjunto provisto de
una regulación mecánica. que funciona en relación a la presión que
emite la bomba de alta presión (6), ordenando la entrada en
servicio de nuevos conjuntos de membranas (14) o bien la salida de
servicio en función de la velocidad del viento y, consecuentemente,
de la presión del agua.
Evidentemente, todo el sistema necesitará de
pequeños consumos de electricidad que podrían habilitarse, por
ejemplo, mediante placas solares de silicio en el caso de que no se
disponga de otra fuente de energía, o con un generador
complementario de energía eólica, cuya energía se puede utilizar
para mover la bomba (19) para el transporte de agua producida al
lugar deseado.
Ha de entenderse que lo que antecede constituye
meramente una forma de realización preferida del sistema objeto de
la invención y que los expertos en la técnica podrán reconocer
variaciones y modificaciones al mismo que han de considerarse que
caen dentro del alcance de la invención, la cual queda únicamente
limitada por las reivindicaciones adjuntas.
Claims (3)
1. Sistema para la desalación de agua basado en
energía eólica, en especial para desalar agua en sistemas aislados
carentes de producción de energía eléctrica, con una bomba de alta
presión (6), la cual recibe agua de mar a baja presión de un
depósito (9) a través de la conducción (24), siendo aportada este
agua desde un pozo (22) a través de una conducción (3') por medio
de la energía emitida por el agua de mar que sale a presión de la
bomba (6) y que, a través de una válvula (7), pasa a una turbina
(23) que acciona una bomba (11) y que es la que eleva el agua al
depósito (9); la bomba (6) envía entonces a alta presión, a través
de la conducción (1'), este agua de mar a un sistema (13) compuesto
por una miniturbina (8) y una bomba auxiliar (12); la miniturbina
(8) acciona una bomba auxiliar (12) que es la que recibe la salmuera
(25), siendo inyectada esta salmuera en un sistema recuperador de
energía (15) que incluye un cilindro de recuperación de
presión/depósito alternativo con pistones o depósitos (16) que
llevan membranas flexibles y densas, y con un conjunto provisto de
una regulación electrónica que funciona en relación a la presión que
emite la bomba de alta presión (6), y en función del viento
existente, se incorpora el número necesario de membranas (14), y
con un conjunto de válvulas (21) mediante las cuales fuerza la
inyección de agua de mar (17) en las membranas (14), las cuales
determinan que una parte de esta agua de mar se convierta en agua
dulce, la cual pasará a un respectivo depósito (18) desde el cual,
y a través de una bomba (19), es suministrada para el consumo
(20)
caracterizado porque el sistema se compone
de un molino con una columna (1) móvil, giratoria en función de la
dirección del viento, sostenida por unos rodillos de sujeción (2),
estando las aspas (3) del molino conectadas (4) al eje exterior (5)
que va unido directamente a la bomba de alta presión (6), siendo la
columna giratoria en todo su conjunto.
2. Sistema según la reivindicación 1,
caracterizado porque el sistema (13) comprende un conjunto
provisto de una regulación mecánica que funciona en relación a la
presión que emite la bomba de alta presión (6), ordenando la entrada
en servicio de nuevos conjuntos de membranas (14) o bien la salida
en servicio en función de la velocidad del viento y,
consecuentemente, de la presión del agua.
3. Sistema según las reivindicaciones
precedentes, caracterizado porque, en función del viento
existente, se incorpora el número necesario de baterías de
membranas (14).
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