ES2408336B2 - Dispositivo aerogenerador de movimiento alternativo de vaivén - Google Patents

Abstract

Dispositivo aerogenerador de movimiento alternativo de vaivén que dispone de palas con la finalidad de captar energía cinética del flujo de aire así como de las turbulencias del mismo, a partir del movimiento de vaivén que le producen, para almacenamiento de dicha energía en forma de energía potencial en un fluido, y posteriormente, y de forma preferentemente programada, convertirla en energía eléctrica. Está provisto de un mecanismo que permite que el movimiento de vaivén que produce cada pala, debido al impacto del viento, accione una bomba de émbolo alternativo, de las que se dispone una por cada pala, con las que se bombea agua de un depósito inferior a un depósito superior. Se complementa con un grupo turbina-generador para turbinar el agua del depósito superior hacia el depósito inferior para generación de energía eléctrica.

Description

Dispositivo aerogenerador de movimiento alternativo de vaivén.

s, Objeto y camPO de la invención

La presente invención se refiere a un dispositivo aerogenerador de mOVImIento alternativo de vaivén que dispone de una pluralidad de palas, formadas 10 preferentemente por superficies captadoras planas. La finalidad del dispositivo es la captación, de forma omnidireccional, de la energía cinética del flujo y de las turbulencias del viento incidente en las palas, y la conversión en energía mecánica de vaivén, y almacenamiento de dicha energía en forma de energía potencial en un fluido para posteriormente, y de forma preferentemente programada, convertirla en energía 15 eléctrica. Está provisto de un mecanismo que pennite que el movimiento de vaivén que produce cada pala, debido al impacto del viento, accione una bomba de émbolo alternativo, de las que se dispone una por cada pala, con las que se bombea agua de un depósito inferior a un depósito superior. Dispone de un grupo turbina-generador para turbinar el agua del depósito superior hacia el depósito inferior para generación de

2 O energía eléctrica.

El accionamiento del émbolo por el movimiento de las palas puede realizarse bien como un sistema se simple efecto, es decir sólo a la ida o sólo a la vuelta, o bien como un sistema de doble efecto, aprovechando tanto el movimiento de ida como el de

2S vuelta en el vaivén.

La invención es aplicable a cualquier ubicación en la que se prevea viento pero resulta especialmente idónea para disponerse en torres, columnas o báculos, como por ejemplo luminarias de exterior o farolas, torres de telecomunicaciones, columnas soporte de

3 O anuncios publicitarios, etc .. El emplazamiento idóneo de la invención es en el espacio urbano, así como el espacio rural arbolado, ya que las turbulencias que se producen en dichos lugares mejoran el funcionamiento de la invención, siendo por el contrario ubicaciones desfavorables para las aeroturbinas conocidas del estado de la técnica. La invención funciona correctamente tanto para vientos de baja como de alta intensidad.

35 El uso principal se deriva a la obtención de energía, preferentemente eléctrica, la cual se puede obtener mediante la implantación de un grupo turbina-generador. Aunque también un uso importante es el de bombeo de agua con fines de abastecimiento o riego.

40 La invención se sitúa en el ámbito de la mecánica de fluidos, y más concretamente de la maquinaria para aprovechamiento de la energía del viento, en el campo de las energías renovables.

Fundamentos de la invención

La invención se refiere a un dispositivo aerogenerador de movimiento alternativo de vaivén que dispone de palas fonnadas preferentemente por superficies captadoras 5 planas.

la turbulencia se produce cuando hay cambios bruscos abruptos en la velocidad del viento atmosférico. A diferencia de un viento constante, la turbulencia puede modificar la aerodinámica de un perfil aerodinámico y el ángulo de ataque, alterando así la sustentación producida, por 10 que son muy perjudiciales para las aeroturbinas

la conocidas del estado de la técnica. Estos cambios pueden afectar a una determinada parte de la pala, o a la pala completa. La turbulencia puede causar un frenado de la pala, una aceleración, y también puede distorsionar gravemente la forma de la pala.

Se denomina ráfaga, cuando la velocidad del viento cambia en ese lugar. La intensidad de una ráfaga se determina por la diferencia entre la velocidad del viento medio y el 15 pico de esa velocidad.

Un tipo importante de turbu1encia es la denominada mecánica, y que se produce a baja altura creada por obstáculos como edificios, árboles, obstáculos, etc. La turbulencia mecánica por lo general es más grave con vientos más fuertes. Son por tanto el espacio urbano, así como el rural arbolado, ubicaciones desfavorables para una aeroturbina

2 O conocida del estado de la técnica.

Uno de los aspectos fundamentales del aerogenerador objeto de la invención es la superficie captadora eólica. La invención propone una superficie captadora eólica de movimiento alternativo de vaivén que dispone de palas formadas preferentemente por superficies captadoras planas. Preferentemente de ocho palas y de material ligero y

25 económico, ya que no tendrán que estar sometidas a grandes esfuerzos debidos a la rotación como sucede en las aeroturbinas conocidas en el estado de la técnica.

Cada superficie captadora estará sometida, debido al flujo dinámico del viento, a la siguiente fuerza de arrastre:

1 V'

30 FD=CDoiopoADo

siendo ev (adimensional) el coeficiente de arrastre, p (kglm3) la densidad del aire, Av (m2) el área proyectada en el plano vertical normal a la dirección del viento y V (m/s) la velocidad del viento.

35 Se define el número de Reynolds Re, por la siguiente expresión:

V·d

Re~ -

v siendo Re (adimensional), el número de Reynolds, V (m/s) la velocidad del viento, d (m), la dimensión característica proyectada en el plano vertical normal a la dirección del viento y v (m2/s), la viscosidad cinemática del aire. 40

Por ejemplo para una placa de d = 1In, V = 10mls, y v = 15 -10-6 (aire seco, I atm, 20°C), tendremos: 10 ·1 Re = 15 -10.... 6,67·10' Es decir, vamos a estar siempre en el caso de Re >1 03.

El coeficiente de arrastre Co. de una placa plana perpendicular a la corriente, para un número de Reynolds > 103 10 podemos encontrar de forma tabulada en la siguiente tabla:

Ploca plano perpendicular Q ID corrienlt!, Re > 103

Ud 5 10 20 30

c. 1,18 1,2 13 15 16 195

Para Ud = 1, tendremos un CD= 1,18.

La resultante de la fuerza que ejerce el viento en la superficie captadora, será FD aplicada en el centro de masas de la superficie, por lo que tendremos una fuerza de 15 vaivén en el punto de transmisión con el émbolo de la bomba alternativa de:

d

Fo

--

+

al

.'A

Por tanto dispondremos de un brazo de palanca para en

20 principio amplificar la fuerza transmitida. Si para simplificar suponemos que la pala captadora es una superficie plana cuadrada de Ixl m, por lo que a = 0,5 m, y con un b = 0,25

m alternativa, para un densidad del aire (1 atm, 20°C) de p = 1,2 (kglm3) y para una velocidad de viento V = 10 mis, 25 tendremos una fuerza de vaivén en el punto de transmisión

b

con el émbolo de la bomba de: 1

I'D = 118·-· 12 ·1·10' = 70 eN

, 2 ' ,

,

,

, 70)3·0,5 , FE 0,25 141,6 N

,

, , Es decir se le transmitirá al émbolo una fuerza de 141 ,6 N

, , La bomba de émbolo alternativa, es de desplazamiento y positivo, es decir su órgano propulsor contiene elementos

,

I móviles de modo tal que por cada ciclo se genera de manera

1, ,,,

positiva un volumen dado o cilindrada, independientemente de

la contrapresión a la salida. En este tipo de bombas la energía

mecánica recibida se transforma directamente en energía de

102A

presión que se transmite hidrostáticamente en el sistema hidráulico.

Para un desplazamiento de la placa captadora, de n = 20°, tendremos que el émbolo se desplazará: 5 Des -0,25 -tg 20· '" 0,1 m

Por lo tanto se desarrollará un trabajo de:

1 0 T=141,6·0,1 = 14,16W·s

La energía (W's) necesaria para elevar un volumen V (m\ de fluido una altura H (m), vendrá expresada por:

E-p-g-V-H

siendo p (kg/m ), la densidad del agua y g (m/s2) la constante de la aceleración de la gravedad terrestre. Por lo tanto tendremos que el binomio Y-H, será igual a:

E

V-H_

p-g

para el caso que estamos desarrollando tendremos, para p = 998,29 kg/m3 ::: 1000 20 kglm3 (agua dulce al atm, y 20"C):

V-H-14,16

1000-9,806

Si fijamos a modo de ejemplo, una H = 3 m, tendremos:

14,16 25 V = 1000. 9,8D6. 3 0,S. lO-llm'3 = 0,5 1

Es decir para cada vaivén de la superficie captadora, se produce una embolada, para los datos de ejemplo, de 0,5 1.

3 O El accionamiento del émbolo por el movimiento de las palas puede realizarse bien como un sistema se simple efecto, es decir sólo a la ida o sólo a la vuelta, o bien como un sistema de doble efecto, aprovechando tanto el movimiento de ida como el de vuelta en el vaivén. En ambos casos puede ajustarse el resorte que tienda a posicionar cada pala en la posición de equilibrio en ausencia de viento para que en las condiciones

35 de ráfagas y turbulencias más habituales el sistema tenga un comportamiento dinámico críticamente amortiguado, especialmente si el sistem a de captación de movimiento del émbolo es de simple efecto. Si el aprovechamiento es de doble efecto.

Las bombas alternativas de émbolo tienen un rendimiento comprendido entre 0,7 y 0,9,

4 O valores muy similares a las hidroturbinas. Para poder obtener un coeficiente de potencia del aerogenerador objeto de la invención para poder comparar con las aeroturbinas conocidas en el estado de la técnica, si escogemos el rendimiento más bajo para la bomba de émbolo y para la hidroturbina, tendremos un coeficiente de potencia mínimo de aproximadamente: CJI = 0,7·0,7 = O,4AJ

5 Si por el contrario escogemos el rendimiento más alto, tendremos un coeficiente de potencia máximo de aproximadamente:

C. = 0,9·0,9 = 0,81

A modo comparativo del rendimiento del dispositivo desde la energía mecánica en el

la émbolo hasta la energía eléctrica producida, se puede observar que el Cp mínimo es mayor que el de las mejores aeroturbinas tripala de eje horizontal del mercado, y el Cp máximo, supera el máximo teórico de 16/27 (0,59) correspondiente al Límite de Betz para una aeroturbina en flujo abierto. Evidentemente no se ha tenido en cuenta en ese rendimiento mencionado del dispositivo de esta iovencIoo el rendimiento

15 correspondiente a la etapa de conversión de energía eólica en energía mecánica transmitida al émbolo. El producto de éste último con el mencionado correspondería al rendimiento total del dispositivo, si bien no es un valor importante ya que la energía eólica de las ráfagas y turbulencias no es fácilmente aprovechable por dispositivos del estado de la técnica, y por tanto aunque el dispositivo no presente un alto coeficiente

20 energético global si es elevado su rendimiento exergético, es decir. su rendimiento energético frente a la máxima energía aprovechable.

Antecedentes de la invención

25 Un recurso energético renovable muy importante reside en la energía cinética contenida en el viento.

Uno de los principales dispositivos de captación de esta energía se basa en 3 O convertidores de energía cinética, es decir las aeroturbinas.

En el estado de la técnica son conocidos diferentes tipos de aeroturbinas, que nonnalmente admiten una primera clasificación según la posición horizontal o vertical del eje de giro de la aeroturbina. Una segunda clasificación se realiza según su 35 principio de funcionamiento, según se base en fuerzas de arrastre "Drag", fuerzas de sustentación "Liji", o una mezcla de ambas. Es bien conocido el modelo Darrieus, siendo de eje vertical y principalmente de sustentación; también el modelo Savonius, siendo de eje vertical y de arrastre; y también los modelos monopala, bipala, y tripala construidos mediante perfil aerodinámico, siendo éstos de eje horizontal y

4 O principalmente de sustentación.

Se conocen rotores eólicos de eje horizontal que presentan numerosos problemas e inconvenientes, tales como la necesidad de un costoso sistema de giro de las palas para la regulación del rotor, o de un freno mecánico para la parada del rotor, así como la 45 necesidad de tener que quedarse fuera de servicio cuando los vientos son superiores a

los nominales, ya que si no se paran se puede producir la rotura de Jos mismos, al ofrecer éstos una gran resistencia en virtud de su posición horizontal.

Además, la vibración que soportan durante su funcionamiento los rotores de eje

5 horizontal es muy acusada, así como la generación de ruido elevado, resultando, por otra parte, perjudicial para las aves, además de que generan una contaminación visual por la visibilidad del giro del rotor.

Se conocen diversos tipos y modelos de rotores eólicos de eje vertical, adoleciendo 10 todos ellos de un escaso rendimiento energético.

Aeroturbinas como las citadas pueden observarse en los documentos: US 1219339; US3743848; US3793530; US3995170; US4115032 ; US4208168; US4278894; US7083382; ES2364828; ES2180443; ES2209172; ES2336084; PL200550; entre

15 muchos otros.

Estas aeroturbinas presentan una problemática que se centra fundamentalmente en los siguientes aspectos:

2 O -Requieren palas con perfil aerodinámico muy complejo que las hace muy costosas y que además tienen que estar sobredimensionadas para soportar vientos superiores a los nominales y soportar elevadas vibraciones hasta que pasen a modo "fuera de servicio".

-

Requieren un complejo sistema de frenado ante la presencia de vientos superiores a

25 los nominales, siendo necesario además dejar fuera de servicio la aeroturbina, no pudiéndose aprovechar nada de la alta energía de que dispone en ese momento el flujo de aire de alta velocidad.

-

Requieren, las de eje horizontal, disponerse a gran altura para evitar el rozamiento de 30 las palas con el suelo o con la vegetación, además de tener que mantener una distancia de protección.

-

Provocan gran contaminación visual, por las palas en movimiento rotatorio, y elevada contaminación acústica al batir las palas el viento.

35 -Todas las aeroturbinas citadas constan de múltiples mecanismos gran parte de los cuales tienen un movimiento rotativo elevado, haciendo preciso el mantenimiento de éstos con relati va frecuencia.

4 O El aerogenerador que la invención preconiza resuelve de forma plenamente satisfactoria la problemática anterionnente expuesta, en todos y cada uno de los diferentes aspectos comentados.

DESCRIPCIÓN DETALLADA DE LA INVENCIÓN

El invento objeto de la presente memoria es un nuevo dispositivo aerogenerador de movimiento alternativo de vaivén con el objeto de ohtener energía de forma S omnidireccional de un flujo de aire. Tiene una forma particular para su colocación preferentemente sobre columnas soporte.

El mencionado dispositivo está formado esencialmente por un sistema estructural de alojamientos multifuncionales (20), de simetría respecto a un eje central vertical 10 hipotético, en el cual cada uno de los diferentes elementos y formas contribuyen a diferentes objetivos y realizan diferentes acciones.

Los objetivos a los que contribuyen los diferentes elementos son:

15 -proporcionar un sistema captador eólico (lO) basado en una pluralidad de superficies captadoras planas (IOIA,IOIB,IOIC,IOID,IOIE,IOIF,IOIG,IOIH), para captar energía del viento y convertirla en energía mecánica de vaivén, soportado todo el conjunto en un soporte captador eólico (201), que se mantiene a la altura idónea del suelo mediante una columna soporte (202);

20 -proporcionar un "alojamiento sistema de bombeo" (2021) para la instalación de un sistema de bombeo (30), compuesto de una pluralidad de bombas de émbolo de tipo alternativo (302A,302B,302C,302D,302E,302F,302G,302H), que son accionadas por dichas superficies captadoras planas;

25 -proporcionar un alojamiento para un depósito superior (2022) y para un depósito inferior (2023), preferentemente del mismo volumen;

-

proporcionar un "alojamiento sistema hidroeléctrico" (2024) para la instalación de un 3 O sistema hidroeléctrico (40);

-

proporcionar un sistema de llenado y vaciado (50), con el fin de suministrar agua el ciclo cerrado de bombeado y turbinado.

35 (Nótese que la referencia 2021 se hace a un "alojamiento sistema de bombeo", y no al

sistema de bombeo que es la referencia 30, y de igual manera con la referencia 2024

para un "alojamiento sistema hidroeléctrico", y no al sistema hidroeléctrico que es la referencia 40).

4 O Descripción de las figuras

Para complementar la descripción y con objeto de ayudar a una mejor comprensión de las características de la invención, se acompaña como parte integrante de dicha descripción, un juego de figuras en donde, con carácter ilustrativo y no limitativo, se muestra:

Figura 1 (Fig.l).-muestra una vista en alzado del dispositivo aerogenerador de 5 movimiento alternativo de vaivén (1).

Figura 2 (Fig.2).-muestra una vista en alzado del dispositivo aerogenerador de movimiento alternativo de vaivén (1), con indicación de los cortes "AB" y "eD" mostrados en figuras posteriores.

10 Figura 3 (Fig.3).-muestra una vista en planta del dispositivo aerogenerador de movimiento alternativo de vaivén (1), cuando la pluralidad de superficies captadoras planas (10 1: 101 A,I 01 B,I 01 C,I OID, IOI E,I 01 F,IOI 0,1 OIH) están abatidas.

15 Figura 4 (Fig.4).-muestra una vista en corte del dispositivo aerogenerador de movimiento alternativo de vaivén (1), denominada "AB", cuando la pluralidad de superficies captadoras planas (101: 10lA,IOIB,IOIC,IOID,IOIE,I0lF,IOIO,I01H) están rectas.

20 Figura 5 (Fig.5).-muestra una vista en corte del dispositivo aerogenerador de movimiento alternativo de vaivén (1), denominada "CO", en la que se puede ver la superficie captadora plana (IOtA,lOtE) cuando está recta en línea continua y cuando está abatida el ángulo máximo de abatimiento (n) en línea discontinua.

25 Figura 6 (Fig.6).-muestra una vista en perspectiva del sistema captador eólico (10), en el que se detallan: la superficie captadora plana (l0l) de fonna de trapecio isósceles para adaptarse al octógono regular del sistema captador eólico de ocho palas, la cartela angular (103), el eje de giro (104) y la superficie basculante (102).

30 Figura 7 (Fig.7).-muestra una vista en planta del soporte captador eólico (201), en la que se puede apreciar la fijación del eje de giro (104: 104A, I04B, 104C, 104D, t04E, 104F, 1040, 104H).

Figura 8 (Fig.8).-muestra una vista en corte longitudinal del sistema estructural de

35 alojamientos muItifuncionales (20), en la que se pueden apreciar en sombreado rallado el alojamiento sistema de bombeo (202 1) Y el alojamiento sistema hidroeléctrico (2024) y en sombreado relleno el depósito superior (2022) y el depósito inferior (2023), así como el soporte captador eólico (201) Y la columna soporte (202).

4 O Figura 9 (Fig.9).-muestra una vista en corte longitudinal del sistema estructural de alojamientos multifuncionales (20), en la que se pueden apreciar el pivote anti retroceso (2011 A,20 11 E) Y los sensores de llenado (20225,20235) y de vaciado (20221,20231).

Figura 10 (Fig.l0).-muestra una vista en corte longitudinal del sistema estructural de alojamientos multifuncionales (20), en la que se pueden apreciar los diferentes elementos del sistema de bombeo (30A,30E).

5 Figura 11 (Fig.ll).-muestra una vista en corte longitudinal del sistema estructural de alojamientos multifuncionales (20), en la que se pueden apreciar los diferentes elementos del sistema hidroeléctrico (40) y del sistema de llenado y vaciado (50).

Figura 12 (Fig.12).-muestra una vista en alzado del dispositivo aerogenerador de

10 movimiento alternativo de vaivén (I), aplicado a una luminaria multiproyector de exterior.

Realización preferente de la invención

15 Una realización preferente de entre las distintas alternativas posibles consiste en la instalación del dispositivo aerogenerador de movimiento alternativo de vaivén con un sistema estructural de alojamientos multifuncionales con fonna de columna, con el objeto de obtención de energía eléctrica a partir de la captación omnidireccional de la

2 O energía cinética del viento. Para esta realización se dispone de los siguientes elementos:

l . Un sistema estructural de alojamientos funcionales (20), que dispone de:

25 -un soporte captador eólico (201) cuya finalidad es soportar adecuadamente un sistema captador eólico (10) y que se sitúa en la parte superior de una columna soporte

(202) con el fin de elevar del suelo dicho sistema captador, y que para esta realización se dispone de los siguientes elementos:

3 O -un ·'alojamiento sistema de bombeo" (202 1), que habilita el espacio necesario para contener un sistema de bombeo (30) y una pluralidad de pivotes anti retroceso (2011);

-

un "alojamiento sistema hidroeléctrico" (2024), que habilita el espacio 35 necesario para contener un sistema hidroeléctrico (40);

-

un depósito superior (2022), con la finalidad de contener el agua que se bombee de un depósito inferior (2023), la energía mecánica necesaria para realizar el bombeo se obtendrá, mediante un sistema captador eólico (10) de la

4 O velocidad y turbulencias de un flujo de aire, y que dispone de un sensor de llenado (2022S) y de vaciado (20221);

-

un depósito inferior (2023), con la finalidad de contener el agua que se turbine de un depósito superior (2022), y que dispone de un sensor de llenado 45 (2023S) y de vaciado (20231); la energía eléctrica generada se obtendrá, mediante un sistema hidroeléctrico (40), y se entregará a la red eléctrica (407).

2. Un sistema captador eólico (10), que dispone de:

5 -una pluralidad de superficies captadoras planas (lOIA a 10tH), para esta realización con fonna de trapecio isósceles para adaptarse al octógono regular del sistema captador eólico de ocho palas, y que captan la energía de la velocidad y turbulencia de un flujo de viento, pudiendo en esa captación girar un ángulo n , que en ésta realización su valor está comprendido entre 00 y 20");

10 -una pluralidad de cartelas angulares (103), un par por cada superficie captadora plana (101), que pennite rigidizar y mantener en ángulo recto la superficie captadora plana (101) Y la superficie basculante (102);

15 -un eje de giro (l04), por cada superficie captadora plana (101), que permite un grado de libertad de rotación en relación con dicho eje entre la superficie captadora plana (101) Y el soporte captador eólico (201) ;

-

una superticie basculante (102), por cada superficie captadora plana (101),

2 O para transmitir la energía mecánica captada por la superficie captadora plana (JOl), en fonna de energía mecánica de vaivén, y que su extremo se sitúa ente un pivote anti retroceso (2011) Y un émbolo (301) de una bomba de émbolo de tipo alternativo (302).

2 S 3. Un sistema de bombeo (30), que dispone de:

-

una pluralidad de bombas de émbolo de tipo alternativo (302A a 302H), una

por cada superficie captadora plana (101), accionadas por su correspondiente

émbolo (30 1);

30 -una salida bomba (303), una por cada bomba, por donde sale el agua bombeada con el fin de llenar un depósito superior (2022);

-

un tubo de aspiración bomba (304), uno por cada bomba, por donde la 35 bomba aspira a través de la entrada bomba (305) el agua de un depósito inferior (2023);

4. Un sistema hidroeléctrico (40), que dispone de:

4 O -un único grupo turbina-generador (403), compuesto por una turbina que puede ser tanto de acción, por ej. tipo Pelton, como de reacción, por ej. tipo Francis, o de tipo mixto, por ej. tipo Banki-Mitchell y Ossberger, y compuesto por un generador que puede ser tanto dinamo, que genera corriente continua, como alternador, que genera corriente alterna, y en este último caso tanto de tipo

4 S síncrono como asíncrono;

-

un tubo de aspiración turbina (402) que aspira el agua mediante una entrada turbina (401) de un depósito superior (2022) y devuelve el agua una vez turbinada a un depósito inferior (2023) mediante una salida turbina (404);

5 -un cuadro de electricidad y automatización (406), que se conecta con un generador mediante una línea eléctrica (405) y que entrega la energía generada a una red eléctrica (407); a su vez el cuadro dispondrá de un controlador lógico programable para automatizar el proceso.

5. Un sistema de llenado y vaciado (SO), cuyo fin fundamental es:

-

abastecer de agua, de la red de abastecimiento (501), al depósito inferior (2023) para iniciar el ciclo cerrado de bombeo y turbinado. Salvo fugas 15 o reparaciones no habrá que volver a llenar el sistema;

-

vaciar de agua, a la red de saneamiento (503), el depósito inferior (2023) para realizar normalmente labores de mantenimiento.

2 O (Nótese que aunque en la disposición de alojamientos para almacenamiento del agua, cuanta mayor diferencia de altura exista entre los depósitos, más energía podrá almacenarse por cada kilogramo de agua, por otro lado resulta conveniente disponer el hueco más cercano a las superficies de captación para disponer los dispositivos, y también resulta interesante disponer el hueco más cercano al suelo para alojamiento de

25 los equipos de control; por eso la disposición puede ser de cualquiera de las maneras posibles, si bien se ha presentado una en concreto en la realización preferente).

Un procedimiento de generación de energía eléctrica que utiliza el dispositivo 3 O aerogenerador de movimiento alternativo de vaivén (1) es el siguiente.

Llenado del depósito in ferior

Se parte de la situación inicial en la que tanto el depósito superior (2022) como el

35 depósito inferior (2023) están vacíos, circunstancia que será indicada por lo sensores de vaciado (20221, 20231). Se abre la llave de llenado (502) y el agua pasará de la red de abastecimiento (501), al depósito inferior (2023), por lo quc dicho depósito comenzará a l1enarse. Ell1enado del depósito vendrá indicado por el sensor de llenado (2023S), y entonces se procederá al cierre de la llave de llenado (502).

Almacenamiento de energia.

La energía de la velocidad y turbulencias del flujo de aire será captada cuando el viento incida en una o en varias de la pluralidad de superficies captadoras planas (101)

siendo esta captación omnidireccional. El viento empujará dichas superficies provocando un movimiento de vaivén. El movimiento de vaivén se producirá por la variación en la velocidad y en la dirección de viento, provocando las turbulencias una amplificación en dicho efecto. La frecuencia del movimiento de vaivén será mayor 5 cuando las circunstancias anteriores presenten mayor intensidad. El movimiento de vaivén de una o varias de las superficies captadoras planas (101) será transmitido directamente mediante su correspondiente superficie basculante (102) al correspondiente émbolo (301) de una bomba de émbolo alternativo (302). El giro de la superficie captadora se realiza sobre un eje de giTO (104), que a su vez fija dicha la superficie al soporte captador eólico (201). Cada vez que se presione el émbolo (301), éste, debido a un resorte interno, intentará forzar a que la superficie captadora se sitúe en la posición inicial de reposo, no obstante se producirá una embolada que provocará que la bomba de émbolo alternativo provoque una elevación de un volumen de agua de un depósito inferior (2023) a un depósito superior (2022), provocando un

15 almacenamiento de energía potencial en dicho fluido.

Generación de energía eléctrica.

Cuando el depósito superior (2022) esté l1eno completamente, o cuando se desee por

20 ejemplo de forma programada, se procederá a realizar la operación de turbinado. Esta operación consistirá en permitir que el agua fluya de un depósito superior (2022) a un depósito inferior (2023) atravesando el rodete de una turbina, estando ésta acoplada mecánicamente a un generador que generará en esta circunstancia energía eléctrica. La energía eléctrica se entregará a una red eléctrica (407) para su posterior consumo hasta

25 que el depósito superior (2022) se vacíe, o cuando se desee, por ejemplo de forma programada. En un cuadro de electricidad y automatización (406) se dispondrá de la aparamenta de mando y protección adecuada así como de un controlador lógico programable para automatizar el proceso. Es totalmente compatible la simultaneidad del bombeo con la de turbinado, circunstancia favorable para la aplicación práctica de

3 O la invención.

El procedimiento detallado de almacenamiento indirecto y generación es idóneo para su apli cación en luminarias multiproyector de exterior, pudiendo, según el emplazamiento, conseguir que toda la energía necesaria por los proyectores sea

35 aportada por la generación obtenida mediante la invención. Para ello hay que dimensionar de fonna adecuada la superficie de la captación eólica y el volumen de los depósitos.

40 Vaciado del depósito inkrior

Cuando por labores de mantenimiento u otra circunstancia cualquiera se desee vaciar el circuito cerrado de depósitos, se abrirála llave de vaciado (504) y el agua pasará del depósito inferior (2023) a la red de saneamiento (503). El vaciado del depósito vendrá

45 indicado por el sensor de vaciado (20231), y entonces se procederá al cierre de la llave de vaciado (504).

Claims (11)

1. REIVINDICACIONES

   1. Dispositivo aerogenerador de movimiento alternativo de vaivén (1) que dispone

   5 de palas para captar energía cinética del flujo de aire y especialmente de las turbulencias y cambios bruscos de viento convirtiéndola en un movimeito de vaivén, y que se caracteriza por constar de:

   un sistema estructural de alojamientos multifuncionales (20);

   10 un sistema captador eólico (10) fonnado por una pluralidad de superficies captadoras nonualmente planas (IOIA, 101B, IOIC, 101D, 101E, IOIF, 101G, 10tH), para captar energía del viento y convertirla en energía mecánica de vaivén mediante una superficie basculante

   15 (1 02A, 102B, 1 02e, 102D, 1 02E,102F, 1 020,102H), soportado todo el conjunto en un soporte captador eólico (201), que se mantiene a la altura idónea del suelo mediante una columna soporte (202);

   un depósito superior (2022) y un depósito inferior (2023), preferentemente 20 del mismo volumen, para contener preferentemente agua;

   un sistema de bombeo (30), compuesto de una pluralidad de bombas de émbolo de tipo alternativo (302A,302B,302C,302D,302E,302F, 302G,302H), que son accionadas por el sistema captador eólico (10), con

   25 el fin de elevar agua de un depósito inferior (2023) a un depósito superior (2022);

   un sistema hidroeléctrico (40), con el fin de generar energía eléctrica;

   3 O un sistema de llenado y vaciado (50), COn el fin de suministrar agua el ciclo cerrado de bombeado y turbinado, así como de vaciarlo;
2. 2. Dispositivo aerogenerador de movimiento alternativo de vaivén (1) según la reivindicación primera caracterizado porque el sistema captador eólico (lO)

   35 está formado por ocho superficies captadoras planas (101), para adaptarse a la forma de un octógono regular
3. 3. Dispositivo aerogenerador de movimiento alternativo de vaivén (1) según la

   reivindicación 2 caracterizado por que la superficie captadora plana (101) 4 O tiene forma de trapecio isósceles.
4. 4. Dispositivo aerogenerador de movimiento alternativo de vaivén (1) según la reivindicación primera caracterizado porque la turbina del grupo turbina~ generador (403) es de tipo acción.
5. 5. Dispositivo aerogenerador de movimiento alternativo de vaivén (l) según la reivindicación primera caracterizado porque la turbina del grupo turbinagenerador (403) es de tipo reacción.

   5 6. Dispositivo aerogenerador de movimiento alternativo de vaivén (1) según la reivindicación primera caracterizado porque la turbina del grupo turbinagenerador (403) es de tipo mixto.
6. 7. Dispositivo aerogenerador de movimiento alternativo de vaivén (1) según la

   10 reivindicación primera caracterizado porque el generador del grupo turbinagenerador (403) es una dinamo.
7. 8. Dispositivo aerogenerador de movimiento alternativo de vaivén (1) según la

   reivindicación primera caracterizado porque el generador del grupo turbina15 generador (403) es un alternador de tipo síncrono.
8. 9. Dispositivo aerogenerador de movimiento alternativo de vaivén (1) según la reivindicación primera caracterizado porque el generador del grupo turbinagenerador (403) es un alternador de tipo asíncrono.
9. 10. Dispositivo aerogenerador de movimiento alternativo de vaivén (1) según la reivindicación primera caracterizado porque el accionamiento del émbolo por el movimiento de las palas puede realizarse bien como un sistema se simple efecto, es decir sólo a la ida o sólo a la vuelta, o bien como un sistema de doble

   25 efecto, aprovechando tanto el movimiento de ida como el de vuelta en el vaivén.
10. 11. Procedimiento de producción de energía eléctrica por almacenamiento de energía potencial hidráulica y transfonnación de la misma que utiliza el 3 O dispositivo aerogenerador de movimiento alternativo de vaivén (1) según la reivindicación primera caracterizado porque la energía de la velocidad y turbulencias del flujo de aire será captada cuando el viento incida en una o en varias de la pluralidad de superficies captadoras planas (101) siendo esta captación omnidireccÍonal. El viento empujará dichas superficies provocando 35 un movimiento de vaivén. El movimiento de vaivén de una o varias de las superficies captadoras planas (101) será transmitido directamente mediante la correspondiente superficie basculante (102) al respectivo émbolo (301) de una bomba de émbolo alternativo (302). Cada vez que se presione el émbolo (301), éste, debido a un resorte interno, intentará forzar a que la superficie captadora

    4 O se sitúe en la posición inicial de reposo, aunque se habrá producido una embolada que provocará que la bomba de émbolo alternativo provoque una elevación de un volumen de agua de un depósito inferior (2023) a un depósito superior (2022), provocando un almacenamiento de energía potencial en dicho fluido.

11. 12. Procedimiento de generaclOD de energía eléctrica que utiliza el dispositivo

    acrogcncrador de movimiento alternativo de vaivén (1) según la reivindicación

    primera caracterizado porque cuando el depósito superior (2022) esté lleno

    completamente,

    o cuando se desee por ejemplo de forma programada, se

    S

    procederá a realizar la operación de turbinaclo. Esta operación consistirá en

    permitir que el agua fluya de un depósito superior (2022) a un depósito inferior

    (2023)

    atravesando el rodete de una turbina, estando ésta acoplada

    mecánicamente

    a un generador que generará en esta circunstancia energía

    eléctrica. La energía eléctrica se entregará a una red eléctrica (407) para

    su

    la

    posterior consumo, hasta que el depósito superior (2022) se vacíe, o cuando se

    desee por ejemplo de fonna programada.