ES2599403B1 - Conversor de energía cinética en energía eléctrica - Google Patents

Abstract

Conversor de energía cinética en energía eléctrica, que se ubica en las vías de tráfico rodado en los en los que hay que reducir la velocidad hasta 60 km/h o menos y en las de velocidad de circulación inferior como calles, plazas, avenidas y travesías y accesos a ciudades y/o zonas de población, que incluye una plataforma basculante (1) activada por el tráfico rodado y que en su interior (4) alberga varios dispositivos mecánicos (7) (8) (9) (10) (11) (13) (15) y electrónicos (5) (6) (12) (14) que se encargan de convertir la energía cinética de los vehículos en energía eléctrica y que según su ubicación puede disponer de sensores de velocidad (2) y de peso (3), siendo esta energía acumulable, autoconsumible o aportable a la red eléctrica.

Description

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DESCRIPCION

Conversor de energia cinetica en energia electrica.

Sector de la tecnica

La presente invencion se refiere a un dispositivo colocado longitudinalmente en una via de circulacion de vehlculos, de forma rectangular o cuadrada, articulado en su parte anterior y con la parte posterior elevada sobre la horizontal que al ser atravesada por un vehlculo o similar, puede descender hasta el plano de la via obteniendo de este modo energia, decelerando al mismo, y con un cajon insertado en la carretera donde se albergan los mecanismos de conversion.

Antecedentes de la invencion

Existen varios antecedentes intentando utilizar la circulacion de vehlculos para generar energia.

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En esta invencion, se crea un pequeno baden que como reflejan los dibujos, no supera la longitud de 1 metro y esta activando un eje mecanico a traves de una rueda dentada.

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Se caracteriza por un foso en el cual la transmision de la energia se realiza a traves de sectores de cremalleras y porque la plataforma consta de dos partes iguales unidas por su parte media.

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Caracterizada por basarse en elementos giratorios colocados transversalmente a la via utilizados como rotores.

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Caracterizada por varias rampas consecutivas y la utilizacion de aire comprimido para la generacion de energia.

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Caracterizada por una pluralidad de pistones hidraulicos implantados transversalmente en la calzada.

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Caracterizada por una pluralidad de elementos retractiles que actuan a traves de una caja multiplicadora y ser modelo de utilidad.

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Caracterizada por un cuadrilatero en el cual se acoplan dos superficies que generan un movimiento de balanceo y accionamiento a traves de pinones.

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Caracterizada por un elemento deformable al paso de los vehlcuios y carecer de elementos mecanicos.

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Caracterizada por el uso de medios piezoelectricos y una pluralidad de elementos magneticos.

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Se caracteriza por estar compuesta de 3 partes claramente diferenciadas contando con una ram pa de acceso, una parte superior y otra ram pa de salida, utilizando tambien un sistema de cremalleras y pinones.

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Caracterizada por estar compuesta por un rodillo que gira dentro de una caja empotrada en el pavimento.

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Caracterizada por un cilindro hueco colocado en el pavimento que al girar sobre su eje fijo genera energla electrica.

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Caracterizada por una serie de rodillos colocados transversalmente a la via y que cubren el ancho de un carril.

En ninguna de las patentes anteriores se hace mencion a la velocidad de los vehlculos o en su caso a la seguridad vial, no olvidemos que cuando superamos un baden a una velocidad elevada, las ruedas pueden perder contacto con la carretera o en el caso de los rodillos sufrir perdidas de traccion.

En mi invento, al ser una plataforma longitudinal con unas medidas adaptadas a la batalla de los vehlculos conseguimos que cuando el vehlculo llegue al final de la rampa, esta se encuentre a nivel de la carretera, dibujando una pequena elipse el trayecto del vehlculo de tal forma que no supone un riesgo para la seguridad vial y ademas por medio de su sistema de gestion, se adecua perfectamente a las caracterlsticas de la velocidad y el peso.

Explicacion de la invencion

Es notable el coste que supone la iluminacion de las ciudades o el mantenimiento de la red viaria incluso hoy en dla se han llegado a formular propuestas de peaje en las autovlas.

Tanto cuando accedemos a una ciudad como cuando salimos de una autovla o autopista, hemos de reducir la velocidad a la indicada en la via, de 80 0 100 a 50 o 30 km/h en el acceso a las ciudades o de 120 a 60 km/h en las salidas de autopistas o autovlas o incluso parar el vehlculo al llegar a un peaje. Como formas de reducir la velocidad de los

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vehlculos, esta muy extendida la colocacion de badenes, bandas sonoras, paso elevados, etc.

Para conseguir esa reduccion de veiocidad, actuamos sobre el pedal de freno de nuestro coche, que por medio del rozamiento, convierte la energla cinetica del vehiculo en calor la cual se desperdicia.

Con el fin de no desperdiciar energla y luchar contra la emision de gases a la atmosfera, se ha disenado este convertidor, que utiliza la energla cinetica del vehiculo, frenandolo y convirtiendola en electricidad.

Se ha tenido muy en cuenta la seguridad vial, as! como las recomendaciones de la UE sobre dispositivos para reducir la velocidad en vlas de circulacion, para que no cause ningun efecto indeseado en el trafico diario.

Por este motivo, la longitud del dispositivo es superior a la batalla de un turismo normal consiguiendo que en el momento en el que eje trasero sube encima de la rampa, esta ya se encuentra en su posicion inferior, no volviendo a levantarse hasta quedara liberada de presion.

Tambien se ha tenido en cuenta los vehlculos de 2 ruedas que puedan circular por algunas de estas vlas, ya que la colocacion puede permitir el paso de los vehlculos de 2 ruedas por su lateral o si se instala con el sensor de peso, bajarlo a ras del pavimento para mejorar la seguridad.

El sistema inventado aprovecha la energla cinetica del vehiculo oponiendo una resistencia al paso del mismo, ya que al pasar por la plataforma tiene que vencer la resistencia que opone la misma para descender en su parte posterior hasta el nivel de la carretera, obteniendo energla electrica y provocando una deceleracion del mismo.

Consta de una plataforma articulada y sujeta a la via de forma articulada en su parte anterior, de una longitud superior a la distancia entre ejes de un turismo y de un ancho ligeramente inferior al del carril en que esta instalado. Esta plataforma esta revestida en su parte superior con una superficie antideslizante, bien sea pintura u otro compuesto adecuado y esta compuesta por uno o varios paneles unidos entre si.

A la mitad aproximada de la plataforma en sentido de marcha y ubicada dentro de la calzada, se instala el cajon contenedor del conjunto de mecanismos que convierten los impulsos en energla. Entre la plataforma superior y el cajon, existe un fuelle que evita que pueda entrar en el mismo agua o suciedad.

En su interior el dispositivo cuenta con uno o varios motores hidraulicos lineales de doble efecto sujetos a la misma y por otra parte a la inferior del final de la plataforma, bien verticalmente o por medio de una bieleta que actua sobre un eje de giro con el objeto de aumentar el recorrido util con un efecto similar al de la palanca.

Estos motores se alimentan de un deposito de fluido hidraulico y envlan cada vez que pasa un vehiculo el fluido a un acumulador de presion, de tal forma que cuando la presion acumulada alcance cierto nivel se abre la electrovalvula del acumulador dejando expedito el paso del fluido hacia la bomba conectada al generador electrico que envla la electricidad a unas baterlas o introduce a la red electrica mediante un variador de fase segun necesidades de la via. Despues del alimentar el generador el fluido retorna al deposito de alimentacion.

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Un Ordenador de Gestion y Control “OGC” se encarga por una parte de la gestion de los dispositivos hidraulicos por medio de electrovalvulas, sensores y motores paso a paso; por otra parte se encarga de la gestion y comprobacion del dispositivo y entre otras funciones crea una base de datos con la informacion recogida del dispositivo para optimizar el rendimiento, en su diseno puede incluir sensores de velocidad y de peso.

La plataforma vuelve a su posicion original mediante un resorte mecanico o por medio de los motores hidraulicos, teniendo en cuenta que la fuerza que realiza es ligeramente superior al peso de la plataforma, como medida de seguridad, y solamente recupera su posicion de carga cuando ha pasado el segundo eje, en el caso de camiones o vehlculos similares al ser mayor el peso de los mismos, se pueden recibir 2 o mas impulsos si su distancia entre dichos ejes es superior a la longitud del dispositivo.

Breve descripcion de los dibujos

Para complementar la descripcion que se esta realizando y con el objeto de ayudar a una mejor comprension de las caracterlsticas de la invencion, se acompana como parte integrante de dicha descripcion, un juego de dibujos en donde con caracter ilustrativo y no limitativo, se ha representado lo siguiente:

Figura 1.- muestra el dispositivo en estado de reposo

Figura 2.- muestra el dispositivo en funcionamiento por el paso del vehlculo

Figura 3.- muestra el dispositivo desde una vista superior a traves de la plataforma

Figura 4.- muestra el esquema de circuitos hidraulicos y electricos

A continuacion se proporciona una lista de los distintos elementos representados en las figuras que integran la invencion

1. - Plataforma basculante

2. - Sensor de velocidad

3. - Sensor de peso

4. - Caja contenedora

5. - Baterlas

6. - Generador electrico por bomba hidraulica

7. - Motor hidraulico lineal de doble efecto basculante

8. - Bieleta multiplicadora

9. - Motor hidraulico lineal de doble efecto vertical

10. - Eje

11. - Bieleta de transmision

12. - Ordenador de Gestion y Control “OGC”

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13. - Acum ulador de presion

14. - Variador de fase

15. - Deposito de fluido hidraulico Realizacion preferente de la invencion

A la vista de las mencionadas figuras y de acuerdo con la numeracion adoptada, se puede observar en ellas un ejemplo de realizacion preferente de la invencion, la cual comprende los elementos y partes que se indican y describen en detalle a continuacion.

Tal y como se observa en las figuras 1 a 4, una posible realizacion preferente del dispositivo consta de una plataforma basculante (1) colocada en un carril de circulacion y articulada en su parte anterior, quedando a ras de la carretera, sin sobresalir de ella e inclinada hacia arriba en su parte posterior. Esta plataforma esta formada por una o varias piezas sujetas entre si, formando un conjunto homogeneo y de gran resistencia con una capa antideslizante en su parte superior, la dimension total es de mas o menos 3 metros de largo y 3 de ancho, dependiendo del tipo de via en la que va instalado.

Para ubicar el dispositivo es necesario hacer un rebaje en la carretera de tal forma que la plataforma cuando este en su posicion inferior, no sobresalga de la misma.

Dicha plataforma tiene en su parte inferior trasera unos anclajes para los motores hidraulicos (9) y/o para las bieletas de transmision (11).

Debajo de la misma y de un ancho ligeramente inferior, una longitud aproximada del 50% de la plataforma y una profundidad de mas o menos 0,50 metros se ubica la caja contenedora (4). Para su instalacion es necesaria la obra civil adecuada a sus dimensiones.

Esta caja contenedora, tiene en todo su perlmetro y por su parte superior una union flexible con la plataforma de tal manera que la alsla del agua y de la suciedad.

En su interior y hacia su parte posterior se ubica el eje (10) que sirve para transmitir la fuerza de las bieletas de transmision (11) a las bieletas multiplicadoras (8) que se conectan con el motor hidraulico (7). Este se halla por su otro extremo sujeto al fondo de la caja contenedora (4) a la distancia y en el angulo mas adecuado para aprovechar el movimiento de la bieleta multiplicadora (8).

El anclaje de los motores hidraulicos verticales, es de 90° con respecto al plano del fondo de la caja contenedora (4) y en la misma lfnea vertical del anclaje que porta la plataforma basculante (1).

Con respecto a la parte hidraulica, contamos con un deposito de fluido hidraulico (15) con sensor de nivel que por medio de racores y con sensor de presion, alimenta a los motores hidraulicos (7) y/o (9) de estos sigue el circuito de racores hasta el acumulador de presion (13) donde por medio de un sensor de presion se activa su salida hacia el generador (6), retornado posteriormente hacia el deposito de fluido hidraulico (15).

Con respecto a la parte electronica y robotica , primeramente contamos, en caso de que la instalacion lo necesite, con un sensor de velocidad (2) y otro de peso (3) los cuales por medio de una placa Arduino ubicada en el “OGC” (12) regula a los motores hidraulicos, esta regulacion puede ser tanto en recorrido como en resistencia a la compresion por

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medio de electrovalvulas y/o motores paso a paso, ademas recibe informacion de diferentes sensores y de la presion del acumulador de presion para activar la electrovalvula de descarga y controla la cantidad de electricidad generada.

Esta placa de Arduino tambien envla los datos a otra placa tipo Beagleboard que se halla tambien en el “OGC” (12) que se encarga de gestionar el conjunto del dispositivo, creando una base de datos con los Indices de transito, optimizando el dispositivo para obtener el mayor rendimiento y comunicando con la central en caso de averla o fallo. Toda la parte electronica se desarrolla por duplicado para asegurar el funcionamiento.

La electricidad generada se envla o bien a las baterlas (5) o a la red electrica por medio del variador de fase (14) o a ambas indistintamente segun sea necesario. La baterla dispone de un cargador y de sensores de carga y tension.

Para la fabricacion del dispositivo, se realiza el montaje en el taller de la caja contenedora (4) con todos sus componentes, su estructura y composicion es antioxidante y de gran resistencia para conservar su fiabilidad y de los componentes albergados a lo largo del tiempo.

En el lugar de montaje y una vez hecha la obra civil, se introduce la caja contenedora (4) sobre una superficie antivibraciones, se conectan los sensores de velocidad (2) y de peso (3) y la salida de corriente, se monta la articulacion de la plataforma basculante (1), se conectan las bieletas de transmision (11) y despues se monta el elemento flexible para garantizar su estanqueidad.

La aplicacion principal del convertidor es la de reducir el consumo energetico, reduciendo la emision de gases a la atmosfera y consiguiendo energla que hasta el dla de hoy se desaprovecha.

Dada la sencillez del dispositivo, su instalacion puede realizarse en infinidad de lugares pero de forma preferente, ya que su rendimiento esta ligado a la densidad del trafico rodado, en accesos a ciudades, calles de alta densidad, peajes de autopistas, salidas de autopistas y autovlas, pollgonos industriales, etc.

La energla generada puede o bien comercializarse o utilizarse para consumo propio, la iluminacion de las calles tiene un costo muy elevado para la Administracion y al reducirse con la utilizacion de esta invencion, puede destinarse esa partida presupuestaria a otros fines como pueden ser los sociales.

Claims (2)

1. REIVINDICACIONES

   1. Conversor de energla cinetica en energla electrica mediante la circulacion de vehlculos, caracterizado porque comprende:

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   - una plataforma hidraulica basculante (1) articulada en su extremo anterior y elevada sobre la horizontal en su parte posterior.

   - una caja de mecanismos (4) en la parte inferior de su extremo posterior que contiene 10 motores hidraulicos verticales (9) o en angulo (7) a traves de bieletas de transmision (8),

   eje (10) y bieletas multiplicadoras (11) de tal manera que al circular sobre la plataforma un vehlculo, el fluido presente en el deposito hidraulico (15) se impulsa a un acumulador de presion (13) que mediante el ordenador de gestion y control "OGC" (12) envla el fluido al generador electrico (6) el cual transmite la electricidad al variador de fase (14) o a las 15 baterlas (5).

   - un ordenador de gestion "OGC'' comandado por una placa Arduino y/o una placa Beagleboard o similares que gestiona todo el conversor y que ademas recibe informacion de los sensores de velocidad (2) y peso (3) para su funcionamiento.

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2. 2. Conversor de energla cinetica en energla electrica mediante la circulacion de vehlculos segun reivindicacion 1 caracterizado porque su elevacion posterior es regulable, adecuandose a una velocidad prefijada que a traves de los sensores de velocidad (2) envla una senal al "OGC" (12) el cual actua sobre los motores hidraulicos (7) y (9)

   25 manteniendo una elevacion sobre la horizontal provocando un efecto baden si el vehlculo circula a velocidad superior o bajando hasta el plano de la horizontal si la velocidad es igual o inferior a la prefijada.