ES2543129B1 - Sistema de aprovechamiento de energía eléctrica regenerada por un tren o disponible en catenaria, por parte de un vehículo eléctrico, y procedimiento asociado - Google Patents
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Abstract
Sistema de aprovechamiento de energía eléctrica regenerada por un tren o disponible en catenaria, por parte de un vehículo eléctrico, y procedimiento asociado.#Sistema y procedimiento de aprovechamiento de energía eléctrica regenerada durante la etapa de frenado de al menos un tren (1) perteneciente a una red de trenes o disponible en una catenaria, por parte de al menos un vehículo eléctrico (2); donde dicho sistema de aprovechamiento comprende un elemento acumulador (3) de la energía eléctrica regenerada por dicho tren (1) y suministrada a través de una catenaria (7); un punto de carga (4) en corriente continua conectado a dicho elemento acumulador (3), y configurado para suministrar energía eléctrica hacia dicho vehículo eléctrico (2); y un subsistema de control (5) configurado para gestionar el flujo de energía eléctrica desde dicho elemento acumulador (3) hacia el punto de carga (4) del vehículo eléctrico; configurando todo ello un sistema capaz de utilizar infraestructuras existentes en la actualidad, garantizando un coste económico de implantación bajo, y un alto rendimiento energético de funcionamiento.
Description
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DESCRIPCION
Sistema de aprovechamiento de energia electrica regenerada por un tren o disponible en catenaria, por parte de un vehiculo electrico, y procedimiento asociado
CAMPO TECNICO DE LA INVENCION
La presente invencion se refiere a un sistema de aprovechamiento tanto de la energia electrica regenerada por un tren como de la energia disponible en catenaria para la carga rapida en corriente continua, de un vehiculo electrico, tal y como vehiculos utilitarios, motocicletas, transporte de personas como autobuses o taxis, bicicletas electricas, etc., asi como al procedimiento asociado al mismo sistema; estando dicho sistema englobado en el sector de la energia y el transporte metropolitano.
Este sistema y procedimiento asociado tienen como finalidad principal el poder aprovechar la energia electrica que un tren es capaz de regenerar durante su etapa de frenado, o la energia disponible en catenaria y suministrarla a un vehiculo electrico, de forma que se realice una gestion optima de la energia electrica, permitiendo no solo utilizar la energia regenerada para mantenimiento de las instalaciones electricas vinculadas a dichos trenes, sino que adicionalmente se consigue aprovechar dicha energia para vehiculos electricos pertenecientes al sector publico o privado en funcion de las necesidades del lugar.
ANTECEDENTES DE LA INVENCION
A modo de introduction, en la actualidad es conocido el uso y aplicacion de acumuladores de energia electrica en sistemas ferroviarios, de forma que dichos acumuladores tienen una doble funcion:
- Por un lado acumulan la energia electrica regenerada durante la etapa de frenado de uno de los trenes, y
- por otro lado, utilizan esa energia acumulada para producir un ahorro en la energia de traction de los trenes que asi lo requieran, ademas de garantizar un mantenimiento de las tensiones en unos valores ponderados y limitados previamente, con el objeto de no producir sobretensiones en las lmeas.
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Se observa, por tanto, que tales acumuladores se centran en una tarea exclusiva de mantenimiento de la energia electrica de la red de trenes, ademas de permitir el suministro de energia electrica para la etapa de traccion a trenes que asi lo requieran; de forma que este suministro se realiza de forma adecuada en funcion de la energia electrica disponible en cada uno de los acumuladores. Cabe destacar que, con el objeto de suministrar energia de traccion a cada uno de los trenes, los acumuladores son dispositivos secundarios de suministro de energia, siendo una Red electrica independiente la que se encarga de suministrar directamente, y a traves de la catenaria, la energia electrica necesaria para alimentar la etapa de traccion de cada tren.
Es por ello que, a la vista de que el suministro de energia electrica hacia los trenes se realiza por dos vias, donde la via principal es la propia Red electrica independiente; y la via secundaria esta formada por el conjunto de los acumuladores electricos que disponen de un excedente de energia para poder suministrarla a cada tren en su etapa de traccion; se observa que dicho flujo de energia electrica se realiza de forma interna en la red de trenes, teniendo una entrada comun definida como la Red electrica independiente, y una salida comun que es el conjunto de los trenes a los que se suministra energia; sin posibilidad de utilizar tales flujos de energia para otros propositos que no sean los propios trenes pertenecientes a dicha red de trenes.
Por otro lado, y de manera independiente hasta la fecha, existe una tendencia creciente hacia la utilization de vehiculos de uso privado o publico tales como autobuses, taxis, motocicletas, transporte urbano de mercandas, etc.; que estan sustituyendo su combustible principal proveniente de combustibles fosiles por combustibles del tipo electrico tales como baterias que almacenan energia electrica. Todo este nuevo parque automovilistico y sobre todo la carga rapida de baterias con alta potencia conlleva una serie de infraestructuras tales como estaciones de suministro de energia electrica, asi como de recarga de las baterias de dichos vehiculos; si bien es conocido que hasta la fecha la falta de tales infraestructuras aleja al consumidor de poder adquirir un vehiculo de tales caracteristicas.
Y donde el uso creciente de este tipo de vehiculos, conlleva una considerable reduction de la emision de gases contaminantes a la atmosfera durante el funcionamiento de dichos vehiculos, siendo por tanto una solution altamente positiva para el medioambiente, siempre
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y cuando la generacion de dicha ene^a electrica se produzca de fuentes de enemas renovables y sostenibles que causen el mmimo perjuicio al entorno donde se ubiquen.
Es por ello que, a la vista de la gestion energetica cerrada que utiliza la red de trenes para su abastecimiento y acumulacion de energia electrica; a la vista tambien de la creciente venta de vehiculos electricos; as^ como a la responsabilidad y concienciacion medioambiental ciudadana, se hace necesaria la aparicion de un sistema capaz de buscar nuevas soluciones a la accesibilidad de los vehiculos electricos por parte de los ciudadanos, asi como la optimization de la gestion energetica que la red de trenes realiza actualmente; todo ello con el objeto de mejorar y reducir el consumo energetico, asi como de aprovechar instalaciones existentes en la actualidad de un modo efectivo y economico.
DESCRIPCION DE LA INVENCION
La presente invention se refiere a un sistema de aprovechamiento de energia electrica regenerada durante la etapa de frenado de al menos un tren perteneciente a una red de trenes, por parte de al menos un vehiculo electrico que presenta al menos una bateria recargable en corriente continua; buscando optimizar la energia electrica regenerada por cada uno de los trenes, de forma que los vehiculos electricos puedan acceder a ella para la carga rapida de sus baterias en corriente continua. Donde dicho sistema de aprovechamiento comprende:
- Un elemento acumulador de la energia electrica regenerada por dicho tren y suministrada a traves de una catenaria;
- un punto de carga de baterias en corriente continua conectado a dicho elemento acumulador, y configurado para suministrar energia electrica hacia dicho vehiculo electrico; y
- un subsistema de control conectado a dicho elemento acumulador, y configurado para gestionar el flujo de energia electrica desde dicho elemento acumulador hacia el punto de carga en corriente continua del vehiculo electrico.
Y de acuerdo al sistema de aprovechamiento descrito, se contempla la existencia de un procedimiento de aprovechamiento de la energia electrica regenerada vinculado a dicho
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sistema objeto de invencion, el cual comprende las siguientes etapas:
a) Almacenar la ene^a regenerada durante la etapa de frenado de un tren, en el elemento acumulador;
b) suministrar al menos parte de la ene^a electrica almacenada en dicho elemento acumulador, hacia dicho, al menos un, vehiculo electrico a traves del punto de carga en corriente continua de dicho vehiculo electrico, y donde dicho suministro viene regulado por el subsistema de control; y/o
c) suministrar al menos parte de la energia almacenada en dicho elemento acumulador, hacia uno de los trenes que demanda energia electrica para la etapa de traccion de dicho tren, donde dicho suministro viene tambien regulado por el subsistema de control.
De modo que, en una realization preferente, el subsistema de control es el encargado de elegir si se suministra al menos parte de la energia electrica almacenada en dicho elemento acumulador, hacia dicho, al menos un, vehiculo electrico a traves del punto de carga en continua de dicho vehiculo electrico segun la etapa b); cuando:
- la tension en la catenaria de la que capta la energia el tren se encuentra entre un umbral mmimo y maximo definido por dicho subsistema de control; y/o
- la intensidad de corriente que circula por dicho elemento acumulador es inferior a un umbral de protection definido por dicho subsistema de control; y/o
- la carga del elemento acumulador es superior a un nivel de carga minima definido por dicho subsistema de control; y/o
- en la red de trenes se produce antes un frenado que un arranque de dicho, al menos un, tren.
Se observa, por tanto, que gracias al sistema objeto de invencion y al procedimiento asociado al mismo, la energia electrica regenerada durante la etapa de frenado de cada uno de los trenes, la cual es acumulada en los elementos acumuladores, se utiliza, al menos parte, para alimentar las baterias o acumuladores similares de los vehiculos electricos; gracias al punto de carga en corriente continua que esta conectado a dicho elemento acumulador. Y donde la gestion de suministro energetico a cada punto de carga en corriente continua se realiza gracias al subsistema de control, ya que es necesario controlar la capacidad de energia electrica que posee cada acumulador, ya que pueden darse
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situaciones tales como:
- Con el objetivo de realizar un uso inteligente de la energia de frenado, se busca usar para la carga en corriente continua de los vehiculos electricos la energia regenerada de los trenes; por tanto, si en un momento determinado, un tren se encuentra en la etapa de frenado, pero otro tren se encuentra en la etapa de traccion; tal energia de frenado ha de poder aprovecharse para traccionar el segundo tren; ya que en este caso no interesa emplearla en cargar el elemento acumulador y, por ende, en cargar los vehiculos electricos, en funcion de los rendimientos de ambos procesos.
- Con el objetivo de poder realizar una correcta sincronizacion de los ciclos de carga y descarga de cada elemento acumulador con el paso de los trenes por sus proximidades; se puede permitir una descarga mayor de un elemento acumulador si se sabe que se aproxima un tren que en breve va a frenar y permitira recuperar la carga.
- Con el objetivo de poder optimizar el consumo de energia teniendo en cuenta que el rendimiento de cada elemento acumulador no es constante, sino que depende por ejemplo de la tension, entonces es donde el subsistema de control permite condicionar los momentos de carga y descarga optimos de energia electrica.
- Con el objetivo de optimizar los ciclos de carga y descarga de cada elemento acumulador para alargar su vida util, ademas de tener en cuenta el mantenimiento de la instalacion; el subsistema de control permite decidir si la carga en corriente continua de los vehiculos electricos debe hacerse siempre a partir de la energia acumulada en los elementos acumuladores o si, por el contrario, en ese momento no conviene descargar dichos elementos acumuladores y se debe dejar que los vehiculos electricos puedan recargarse directamente desde una catenaria.
En relacion a este ultimo caso, se incorpora al sistema de aprovechamiento objeto de invencion un elemento de conexion entre la catenaria y el subsistema formado por el acumulador y el punto de carga del vehiculo electrico.
Destacando que en el caso de que no se requiera el suministro de energia electrica hacia dicho, al menos un, vehiculo electrico; el procedimiento vinculado al sistema objeto de invencion comprende una etapa d), en la cual el elemento acumulador se encuentra
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desconectado de la catenaria, y donde la ene^a generada durante la etapa de frenado de un tren puede ser transferida a la etapa de traccion de otro tren a traves de dicha catenaria.
De manera espedfica, y de acuerdo a las necesidades especiales del elemento de conexion conectado con la catenaria de la que capta la energia el tren, se contempla la posibilidad de que el elemento de conexion comprende:
- un elemento de corte; de configuration extrarapido debido al requerimiento de disparo en cortocircuito; y donde su tension nominal preferente es de 750V DC y 1500A de corriente nominal.
- un contactor de simple polo; donde su tension nominal preferente es de 1500V DC y 1250A de corriente nominal, de forma que es capaz de realizar un elevado numero de maniobras al dia en carga para satisfacer cuantas aperturas y cierres sean requeridos por el sistema objeto de invention; y
- un seccionador manual bipolar configurado para aislar electricamente el elemento de conexion; donde su tension nominal preferente es de 1000V DC y 100A de corriente nominal
En relation a la alimentation desde catenaria, el sistema objeto de la invencion permite alimentar directamente los postes de carga en corriente continua a partir de la tension continua de la catenaria, garantizando:
- una alimentacion sin interrupciones para el poste, no dependiente de la carga del acumulador
- una alimentacion de alta potencia incluso ante variaciones bruscas de la carga, dada la alta disponibilidad de potencia en la catenaria
- una gestion de energia optimizada, priorizando la utilization de la energia sobrante en el acumulador
- unas perdidas mmimas al realizarse la conversion directamente de la tension continua de catenaria a la tension continua de las baterias del veticulo electrico
- un bajo coste de implantation al aprovecharse las infraestructuras ferroviarias existentes
En relacion a la gestion del subsistema de control, este comprende un dispositivo simulador
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de las necesidades de ene^a electrica de cada tren perteneciente a la red de trenes, y de los flujos de trafico de cada uno de los trenes asociados a dicho sistema de aprovechamiento; donde el subsistema de control regula el flujo de energia electrica en funcion de las simulaciones realizadas por dicho dispositivo simulador. De este modo, la existencia del dispositivo simulador permite estimar los movimientos e itinerarios de cada uno de los trenes pertenecientes a la red de trenes, de forma que cada elemento acumulador distribuya la energia electrica a trenes o vehiculos electricos en funcion de las senales facilitadas por el dispositivo simulador.
Asimismo, se contempla la posibilidad de que el punto de carga en corriente continua del vehiculo electrico este tambien conectado, ademas de al elemento acumulador, a una red electrica independiente de dicho elemento acumulador, permitiendo el suministro de energia electrica al vehiculo electrico sin necesidad de que dicha energia electrica provenga de la regeneracion durante la etapa de frenado de dicho tren; y de este modo se garantiza un suministro continuado de energia electrica a los vehiculos electricos para momentos o periodos donde la circulacion de los trenes sea reducida.
En este sentido, y en relacion al subsistema de control, cabe destacar que dicho subsistema de control puede estar configurado para medir:
- la energia electrica total regenerada por dicho, al menos un, tren;
- la energia electrica suministrada a dicho vehiculo electrico a traves del elemento acumulador de energia electrica hacia el punto de carga en corriente continua; y
- la energia electrica suministrada a dicho tren a traves del elemento acumulador de energia electrica.
De forma que el subsistema de control cuantifica los flujos de energia electrica vinculados a cada elemento acumulador, permitiendo saber en todo momento donde se deriva la energia electrica, asi como su cantidad y origen de regeneracion. Y donde en el caso de que el dispositivo simulador descrito anteriormente se encuentre formando parte de dicho subsistema de control, la pluralidad de calculos y estimaciones a realizar aumentan considerablemente, disponiendo de una gran cantidad de information para poder gestionar las ordenes de suministro de energia de dichos acumuladores de energia electrica.
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En el caso de realization preferente donde se tenga en cuenta la posibilidad de la existencia de la red electrica independiente descrita anteriormente, se contempla la posibilidad de que el subsistema de control este adicionalmente configurado para medir:
- la energia electrica suministrada a dicho vehiculo electrico a traves de la red electrica independiente; y
- la energia electrica suministrada a dicho tren a traves de la red electrica independiente.
Y por ultimo, y en relation a parametros adicionales a medir por el subsistema de control que permiten incrementar la fiabilidad del sistema objeto de invention, este esta configurado para medir:
- la tension en la catenaria;
- la tension en el elemento acumulador;
- la intensidad de corriente aportada por dicho acumulador; y
- la potencia suministrada; todo ello con el objeto de poder cuantificar, con la maxima precision posible, las demandas energeticas y la situation instantanea de la cantidad de energia electrica existente en el sistema objeto de invencion.
Asi pues, de acuerdo con la invencion descrita, el sistema de aprovechamiento de la energia electrica regenerada, asi como el procedimiento asociado al mismo objetos de invencion constituyen una importante novedad en relacion al aprovechamiento energetico en medios de transporte, principalmente metropolitanos, al poder vincular de manera eficiente la energia sobrante regenerada por la etapa de frenado de los trenes, con la energia electrica necesaria para poder desplazar vehiculos de tipo electrico; y todo ello utilizando infraestructuras existentes en la actualidad, que garantizan un coste economico de implantation bajo y de alto rendimiento una vez puesto en marcha.
DESCRIPCION DE LOS DIBUJOS
Para complementar la description que se esta realizando, y con objeto de ayudar a una mejor comprension de las caracteristicas del invento, de acuerdo con un ejemplo preferente
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de realizacion practica del mismo, se acompana como parte integrante de dicha description, una serie de dibujos en donde, con caracter ilustrativo y no limitativo, se ha representado lo siguiente:
La figura 1.- Muestra un primer esquema general del sistema de aprovechamiento de ene^a electrica objeto de invention, en el cual se indican los componentes principales de este y sus conexiones entre ellos.
La figura 2.- Muestra un segundo esquema espedfico de los elementos principales del subsistema de control y sus conexiones, ademas de reflejar el punto de carga en corriente continua de los veticulos electricos y la conexion a la catenaria.
REALIZACION PREFERENTE DE LA INVENCION
A la vista de las figuras 1 y 2, puede observarse como el sistema objeto de invencion, el cual tiene como objeto el aprovechamiento de energia electrica regenerada durante la etapa de frenado de toda una pluralidad de trenes (1) pertenecientes a una red de trenes, por parte de un veticulo electrico (2), el cual puede ser un coche electrico, motocicleta electrica e incluso autobus electrico entre otros; comprende los siguientes elementos:
- Una pluralidad de elementos acumuladores (3) de la energia electrica regenerada por dicho tren (1);
- Una pluralidad de puntos de carga rapida en corriente continua (4) conectados respectivamente a cada uno de los elementos acumuladores (3), y configurados para suministrar energia electrica hacia cada vehiculo electrico (2); donde cada punto de carga rapida en corriente continua (4) se encuentra ubicado en las inmediaciones del suburbano, y de ese modo facilitando la instalacion de nuevos puntos de carga rapida en corriente continua (4) para los vehiculos electricos (2); ya que las instalaciones poseen ciertos elementos necesarios tales como camaras de video, equipo de detection de incendios, comunicaciones de voz y datos, acceso restringido, seguridad, etc. Y de este modo se considera que la ubicacion de los puntos de carga rapida en corriente continua (4) en las inmediaciones de las instalaciones de una red de trenes metropolitanos, comunmente conocido como
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metro, es una localization ideal siempre que se disponga de una sala de dimensiones incluidas dentro del marco legal, en funcion de la capacidad de almacenamiento que se considere optima, y se acondicione y disponga de las medidas de seguridad y comunicaciones necesarias.
- un subsistema de control (5) configurado para gestionar el flujo de energia electrica desde cada elemento acumulador (3) hacia cada punto de carga rapida en corriente continua (4) de vehiculo electricos (2);
- un elemento de conexion (6) a la catenaria (7) de la que capta la energia el tren (1), y configurado para permitir la conexion entre cada elemento acumulador (3) y el propio tren (1); o cada elemento acumulador (3) y el punto de carga rapida en corriente continua (4) del vehiculo electrico (2);
De acuerdo a las horas valle de funcionamiento de los trenes (2), cada punto de carga rapida en corriente continua (4) de los vehiculos electricos (2) esta tambien conectado a una red electrica independiente de dicho elemento acumulador (3), permitiendo el suministro de energia electrica al vehiculo electrico (2) sin necesidad de que dicha energia electrica provenga de la regeneration durante la etapa de frenado de dicho tren (1).
En relation al subsistema de control (5), este comprende a su vez un dispositivo simulador de las necesidades de energia electrica de cada tren (1) perteneciente a la red de trenes, y de los flujos de trafico de cada uno de los trenes asociados a dicho sistema de aprovechamiento; donde el subsistema de control (5) regula el flujo de energia electrica en funcion de las simulaciones realizadas por dicho dispositivo simulador.
Y dicho subsistema de control (5), de acuerdo a toda la information de gestion energetica a tratar, esta configurado para medir:
- la energia electrica total regenerada por cada tren (1);
- la energia electrica suministrada a cada vehiculo electrico (2) a traves del elemento acumulador (3) de energia electrica hacia el punto de carga rapida en corriente continua (4);
- la energia electrica suministrada a cada tren (1) a traves del elemento acumulador (3) de energia electrica;
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- la energia electrica suministrada a cada vehteulo electrico (2) a traves de la red electrica independiente;
- la ene^a electrica suministrada a cada tren (1) a traves de la red electrica independiente;
- la tension en la catenaria (7);
- la tension en el elemento acumulador (3);
- la intensidad de corriente aportada por dicho acumulador (3); y
- la potencia suministrada.
De este modo, el subsistema de control (5) es el elemento que finalmente implementa las estrategias desarrolladas con el dispositivo simulador, permitiendo alimentar adecuadamente a cada vehiculo electrico (2), al mismo tiempo que optimiza el consumo global de energia electrica; de forma que las acciones fundamentales del subsistema de control (5) pueden describirse como:
• Tratamiento de la information del estado del sistema objeto de invention; donde el dispositivo simulador se dispone de toda la informacion posible sobre el estado del sistema, tanto desde el punto de vista electrico (tensiones en todos los puntos, consumos, etc.) como de trafico (position, velocidad, aceleracion, consumo, etc. de todos los trenes (1)). De forma que para la implantation de las estrategias es necesario determinar cual es la informacion verdaderamente relevante y como es necesario procesarla para que resulte util y efectiva para su correcto funcionamiento.
• Realization de los calculos necesarios; ya que el subsistema de control (5) puede incorporar una version del dispositivo simulador para poder llevar a cabo las estrategias avanzadas; y de este modo es posible realizar por ejemplo predicciones del movimiento y consumo de los trenes (1) y de la situation futura de los elementos acumuladores (3), aspectos que permiten optimizar las decisiones de gestion de los flujos de energia electrica.
• Generation de ordenes a los elementos de control del sistema, principalmente a las conexiones entre la catenaria (7) y los elementos acumuladores (3) y las conexiones entre catenaria (7) y/o acumuladores (3) con los puntos de carga rapida en corriente continua (4) de los vehiculos electricos (2).
Y a modo de ejemplo, se puede concretar un caso real de red de trenes como puede ser el
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Metro de Madrid, el cual dispone de una red mallada de distribution electrica interna que esta formada por 116 Subestaciones electricas en 45Kv, 20 Kv y 15 Kv, y cuyo objetivo es disponer de una alimentation de traction en continua, lo mas segura posible y desacoplada de las incidencias de suministro externas. Las Subestaciones de esta Red, transforman y rectifican la tension trifasica de las Companias suministradoras a 600 voltios o 1500 v de corriente continua; de forma que esta Red interna permite disponer de forma distribuida a lo largo de la ciudad de Madrid, de una potencia de suministro elevada, lo que le hace tener un gran poder estrategico de cara a la recarga de los vehiculos electricos (2), sabiendo que uno de sus puntos debiles es la necesidad de recarga tras 100 o 150km de utilization.
Y de cara a poner en funcionamiento el sistema de aprovechamiento objeto de invention, y teniendo en cuenta el ejemplo del metro de Madrid, se hace mention a:
- Actualmente en las Subestaciones electricas de Metro de Madrid no hay un personal dedicado a su control constante en las propias instalaciones. De forma que la supervision y el control se realizan mediante una monitorizacion en el telemando del Puesto de Mando, desde donde se puede controlar las alarmas y los parametros de explotacion, y en los casos de alarmas, por disparo efectuar el rearmado de disyuntores para volver a condiciones normales de explotacion. Por consiguiente no es necesario el disponer de personal de Metro en estas ubicaciones ya que en el caso de las Estaciones de metro como tal, el personal esta dedicado a la atencion del publico y a las incidencias en general.
- El servicio de recarga de los vehiculos electricos (2) en cada uno de los puntos de carga rapida en corriente continua (3) no afectaria de forma importante al trabajo del personal de Estaciones, si bien en determinados casos, y de forma muy puntual, se podria atender a las incidencias de los usuarios de este nuevo servicio, orientando para su utilizacion o bien llamando al personal especializado en caso de incidencias.
- Es por ello que cada uno de los puntos de carga rapida en corriente continua (3) es autonomo y dotado de terminales de pago con tarjeta o en metalico. Siendo tambien recomendable el disponer en estos puntos de carga rapida en corriente continua (4) de unos interfonos, que al igual que en los que se utilizan en los andenes y vestibulos de Metro, dispongan de comunicacion con el supervisor comercial y en los casos que este no conteste, salte la comunicacion a otros centros de atencion
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permanente como el Puesto de Mando, que dispone de atencion las 24 horas.
- Igualmente se considera adecuado la incorporation al poste de suministro de una camara CCTV que este sincronizada con el interfono.
- Debido a que el horario de recarga para los vehiculos electricos (2) debe de ser de 24 horas, y a la falta de disponibilidad del suministro de traction en cada uno de los trenes (1) en horario nocturno; se plantea el disponer de un circuito de recarga a partir del suministro de Servicios auxiliares de Metro. De forma que esta solution se puede implementar en una segunda fase de instalacion del sistema de aprovechamiento objeto de invention, y siempre considerando que esta recarga nocturna, no dispondra en ningun caso de un aprovechamiento de la energia regenerada al no disponerse de circulation de trenes (1) efectiva.
A la vista de esta description y juego de figuras, el experto en la materia podra entender que las realizaciones de la invencion que se han descrito pueden ser combinadas de multiples maneras dentro del objeto de la invencion. La invencion ha sido descrita segun algunas realizaciones preferentes de la misma, pero para el experto en la materia resultara evidente que multiples variaciones pueden ser introducidas en dichas realizaciones preferentes sin exceder el objeto de la invencion reivindicada.
Claims (13)
- 51015202530REIVINDICACIONES1. - Sistema de aprovechamiento de ene^a electrica regenerada durante la etapa de frenado de al menos un tren (1) perteneciente a una red de trenes, por parte de al menos un vehiculo electrico (2) que presenta al menos una bateria recargable en corriente continua; donde dicho sistema de aprovechamiento comprende un elemento acumulador (3) de la energia electrica regenerada por dicho tren (1) y suministrada a traves de una catenaria (7); y estando el sistema caracterizado por que comprende:- un punto de carga en corriente continua (4) conectado a dicho elemento acumulador (3), y configurado para suministrar energia electrica hacia dicho vehiculo electrico (2); y- un subsistema de control (5) conectado a dicho elemento acumulador (3) y a dicho punto de carga en corriente continua (4); y estando configurado para gestionar el flujo de energia electrica desde dicho elemento acumulador (3) hacia el punto de carga en corriente continua (4) del vehiculo electrico.
- 2. - Sistema de aprovechamiento de la energia electrica, segun la reivindicacion 1,caracterizado por un elemento de conexion (6) a la catenaria (7) de la que capta la energia dicho tren (1), y conectado al subsistema de control (5), y configurado para permitir la conexion entre:- dicho elemento acumulador (3) y el propio tren (1); o- dicho elemento acumulador (3) y el punto de carga en corriente continua (4) del vehiculo electrico (2).
- 3. - Sistema de aprovechamiento de la energia electrica, segun la reivindicacion 2,caracterizado por que el elemento de conexion (6) comprende:- un elemento de corte;- un contactor de simple polo; y- un seccionador manual bipolar configurado para aislar electricamente el elemento de conexion (6).
- 4. - Sistema de aprovechamiento de la energia electrica, segun cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que el punto de carga en corriente continua (4) de dicho vehiculo electrico (2) esta conectado directamente a la catenaria (7).51015202530
- 5. - Sistema de aprovechamiento de la energia electrica, segun cualquiera de lasreivindicaciones anteriores, caracterizado por que el subsistema de control (5) comprende un dispositivo simulador de las necesidades de energia electrica de cada tren (1)perteneciente a la red de trenes, y de los flujos de trafico de cada uno de los trenes asociados a dicho sistema de aprovechamiento; donde el subsistema de control (5) regula el flujo de energia electrica en funcion de las simulaciones realizadas por dicho dispositivo simulador.
- 6. - Sistema de aprovechamiento de la energia electrica, segun cualquiera de lasreivindicaciones anteriores, caracterizado por que dicho punto de carga en corrientecontinua (4) se encuentra ubicado en las inmediaciones de unas instalaciones de una red de trenes metropolitanos.
- 7. - Sistema de aprovechamiento de la energia electrica, segun cualquiera de lasreivindicaciones anteriores, caracterizado por que el subsistema de control (5) esta configurado para medir:- la energia electrica total regenerada por dicho, al menos un, tren (1);- la energia electrica suministrada a dicho vehiculo electrico (2) a traves del elemento acumulador (3) de energia electrica hacia el punto de carga en corriente continua (4); y- la energia electrica suministrada a dicho tren (1) a traves del elemento acumulador (3) de energia electrica.
- 8. - Sistema de aprovechamiento de la energia electrica, segun cualquiera de lasreivindicaciones anteriores, caracterizado por que el punto de carga en corriente continua (4) del vehiculo electrico (2) esta tambien conectado a una red electrica independiente de dicho elemento acumulador (3), permitiendo el suministro de energia electrica al vehiculo electrico (2) sin necesidad de que dicha energia electrica provenga de la regeneration durante la etapa de frenado de dicho tren (1).
- 9. - Sistema de aprovechamiento de la energia electrica, segun las reivindicaciones 7 y 8, caracterizado por que el subsistema de control (5) esta adicionalmente configurado para medir:- la energia electrica suministrada a dicho vehiculo electrico (2) a traves de la red electrica51015202530independiente; y- la energia electrica suministrada a dicho tren (1) a traves de la red electrica independiente.
- 10. - Sistema de aprovechamiento de la ene^a electrica, segun la reivindicacion 2 y cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que el subsistema de control (5) esta configurado para medir:- la tension en la catenaria (7);- la tension en el elemento acumulador (3);- la intensidad de corriente aportada por dicho acumulador (3); y- la potencia suministrada.
- 11. - Procedimiento de aprovechamiento de la energia electrica regenerada, segun el sistema definido en cualquiera de las reivindicaciones anteriores; caracterizado por que comprende las siguientes etapas:a) almacenar la energia regenerada durante la etapa de frenado de un tren (1), en el elemento acumulador (3);b) suministrar al menos parte de la energia electrica almacenada en dicho elemento acumulador (3), hacia dicho, al menos un, vehiculo electrico (2) a traves del punto de carga en corriente continua (4) de dicho vehiculo electrico, y donde dicho suministro viene regulado por el subsistema de control (5); y/oc) suministrar al menos parte de la energia almacenada en dicho elemento acumulador (3), hacia uno de los trenes que demanda energia electrica para la etapa de traccion de dicho tren (1), donde dicho suministro viene tambien regulado por el subsistema de control (5).
- 12. - Procedimiento de aprovechamiento de la energia electrica regenerada, segun la reivindicacion 11; caracterizado por que el subsistema de control (5) es el encargado de elegir si se suministra al menos parte de la energia electrica almacenada en dicho elemento acumulador (3), hacia dicho, al menos un, vehiculo electrico (2) a traves del punto de carga en corriente continua (4) de dicho vehiculo electrico segun la etapa b); cuando:- la tension en la catenaria (7) de la que capta la energia el tren se encuentra entre un umbral mmimo y maximo definido por dicho subsistema de control (5); y/o- la intensidad de corriente que circula por dicho elemento acumulador (3) es inferior a un umbral de proteccion definido por dicho subsistema de control (5); y/o- la carga del elemento acumulador (3) es superior a un nivel de carga minima definido por dicho subsistema de control (5); y/o- en la red de trenes (1) se produce antes un frenado que un arranque de dicho, al menos un, tren.5
- 13.- Procedimiento de aprovechamiento de la energia electrica regenerada, segun cualquiera de las reivindicaciones 11 y 12, caracterizado por que comprende una etapa d), en la cual el elemento acumulador (3) se encuentra desconectado de la catenaria (7), y donde la energia generada durante la etapa de frenado de un tren (1) puede ser transferida 10 a la etapa de traccion de otro tren (1) a traves de dicha catenaria (7).
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