ES2609764T3

ES2609764T3 - Sistema de alimentación eléctrica híbrido, autónomo, de un equipo eléctrico y unidad y procedimiento de gestión del sistema

Info

Publication number: ES2609764T3
Application number: ES12707774.1T
Authority: ES
Inventors: Eric MUNIER; Jean-Marie BOURGEAIS; Marion DE GENTILE
Original assignee: Powidian SAS
Current assignee: Powidian SAS
Priority date: 2011-03-17
Filing date: 2012-03-09
Publication date: 2017-04-24
Anticipated expiration: 2032-03-09
Also published as: CA2830303C; RU2589889C2; BR112013023255A8; AU2012228478A1; WO2012123350A1; EP2686934A1; BR112013023255B1; US20140021785A1; BR112013023255A2; US9692235B2; MX2013010525A; CA2830303A1; JP6209085B2; DK2686934T3; RU2013141828A; AU2012228478B2; EP2686934B1; FR2972867A1; PT2686934T; FR2972867B1

Abstract

Procedimiento para gestionar la continuidad de la alimentación eléctrica de un equipo eléctrico (5), recurriendo el procedimiento a un módulo de almacenamiento de energía eléctrica (3) y una unidad generadora electroquímica de combustible gaseoso (4), caracterizado por que la alimentación eléctrica del equipo (5) es suministrada con prioridad por una fuente de potencia eléctrica intermitente (6) y por comprender: una alimentación (E2-E3-E4), mediante la fuente (6), del equipo (5), del módulo de almacenamiento de energía eléctrica (3) y de la unidad generadora electroquímica (4) para una producción y un almacenamiento del combustible en la unidad generadora electroquímica (4) cuando la potencia (P6) de la fuente excede a la potencia de funcionamiento (P5) del equipo (5) y la potencia (P3) del módulo de almacenamiento de energía eléctrica (3) se halla en un primer umbral de potencia (P3M), y una restitución (E7-E8-E9) del combustible almacenado a la unidad generadora electroquímica (4), una alimentación (E7-EC) del equipo (5) mediante la unidad generadora electroquímica y una carga (E7) del módulo de almacenamiento de energía eléctrica (3) mediante la unidad generadora electroquímica en cuanto la potencia (P3) del módulo de almacenamiento de energía eléctrica se halla en un segundo umbral de potencia (P3m) inferior al 15 primer umbral y hasta que la potencia del módulo de almacenamiento de energía eléctrica cargado por la unidad generadora electroquímica alcance el primer umbral de potencia (P3M).

Description

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DESCRIPCION

Sistema de alimentacion electrica hubrido, autonomo, de un equipo electrico y unidad y procedimiento de gestion del sistema

La presente invencion se refiere a un sistema de alimentacion electrica hubrido, autonomo, de un equipo electrico, en particular, una estacion de telecomunicaciones tal como una estacion base de una red para moviles. El sistema de alimentacion electrica puede ser transportable.

Actualmente, estan siendo requeridos operadores de telecomunicaciones para que desplieguen redes de telecomunicaciones para moviles en pafses y regiones carentes de red de distribucion de energfa electrica. Una estacion dentro de tal red de telecomunicaciones debena ser autonoma en cuanto a su consumo de energfa electrica y no precisar de vigilancia alguna. Aparte de su autonoirna, la estacion debena cumplir con imposiciones de movilidad, de accesibilidad y de proteccion si es utilizada para salvamento, con motivo de catastrofes naturales, o en conflictos y/o zonas aisladas, y ofrecer un coste de fabricacion poco elevado para hacerla asequible a regiones pobres.

Los sistemas de alimentacion electrica hubridos autonomos que se conocen tan solo cumplen parcialmente con estas imposiciones. En general, comprenden una fuente de energfa renovable que produce electricidad, un modulo de almacenamiento de electricidad que garantiza una autonomfa relativa y una unidad electronica de mando que se encarga de una alimentacion electrica relativamente permanente de la estacion de telecomunicaciones.

La fuente de energfa renovable es, las mas de las veces, hubrida, e incluye varias celdas de energfa renovable, tal como un generador eolico y paneles solares fotovoltaicos. Semejante solucion presenta inconvenientes. Por ejemplo, un mastil de aerogenerador demasiado grande, en cuya cima se soporta la estacion de telecomunicaciones, no es transportable, y la estacion es de diffcil acceso. De acuerdo con otro ejemplo, para un sistema de alimentacion transportable no son adecuados aerogeneradores en gran numero y/o paneles solares demasiado grandes o numerosos.

El modulo de almacenamiento de electricidad puede comprender una batena electrica de plomo-acido, que presenta los inconvenientes de tener un tamano y un peso excesivos, lo cual dificulta su proteccion dentro de un cajon transportable, tal como un "shelter". Mas aun, la vida util de la batena disminuye cuanto mas aumenta la temperatura en el emplazamiento donde se instala el sistema de alimentacion, teniendo la batena tendencia a hincharse al calor.

El modulo de almacenamiento de electricidad esta asociado en bastantes ocasiones a un grupo de produccion de electricidad, que puede ser un grupo electrogeno diesel o una pila de combustible. El grupo de produccion de electricidad palia una descarga de la batena a causa de una deficiencia de energfa renovable, por ejemplo, durante periodos sin viento y/o no soleados, especialmente nocturnos, de unos dfas. El grupo electrogeno es ruidoso, desprende humo nocivo para el medio ambiente y es dispendioso en combustible. Precisa de un mantenimiento frecuente e implica la instalacion de una cuba contenedora del combustible, que puede ser sustrafdo.

Para subsanar los inconvenientes del grupo electrogeno, este puede ser sustituido por una pila de combustible que participa en la continuidad de la alimentacion de energfa electrica. El combustible de la pila puede ser metanol o hidrogeno. En una pila de combustible de metanol, el metanol es reformado para producir hidrogeno que, alimentando la pila, expulsa gas carbonico. El metanol no puede ser producido en el terreno y tiene que almacenarse y reabastecerse. Igualmente, el hidrogeno de una pila de combustible tiene que almacenarse a alta presion en botellas que tienen que reabastecerse.

El hidrogeno puede ser producido regularmente mediante electrolisis del agua, para evitar un abastecimiento de combustible. En este caso, el hidrogeno producido por un electrolizador tiene que comprimirse a muy elevada presion y almacenarse en botellas en el terreno, cosa que requiere medios pesados, complejos y costosos, incompatibles con un sistema de alimentacion transportable. Mas aun, la normativa sobre el almacenamiento de hidrogeno a alta presion es restrictiva, y el almacenamiento de hidrogeno tiene que protegerse, por ejemplo, mediante una vigilancia. Para el funcionamiento del electrolizador tiene que preverse una fuente de alimentacion en el terreno.

Para subsanar los inconvenientes del almacenamiento del hidrogeno en botellas, recientemente se han disenado depositos de almacenamiento de hidrogeno basados en una reaccion de hidruracion reversible. Sin embargo, una unidad generadora electroqmmica que incluye una pila de hidrogeno, un electrolizador y un deposito de almacenamiento de hidrogeno de este tipo no es autonoma en agua para el electrolizador.

En todos los sistemas de alimentacion electrica, las unidades generadoras que comprenden pilas de combustible tienen un elevado coste, una vida util de unos miles de horas y un escaso rendimiento.

El documento US 2003/0227276 describe una batena de alimentacion de un equipo electrico que recibe energfa de una fuente intermitente (aerogenerador, paneles solares...) y que, ademas, esta acoplada a una pila de combustible. Esta almacena energfa en forma de hidrogeno cuando el nivel de la batena esta por encima de un cierto umbral predeterminado y transforma hidrogeno en energfa cuando el nivel de la batena esta por debajo de un cierto umbral

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predeterminado.

La invencion esta orientada a gestionar automaticamente un sistema de alimentacion de un equipo electrico, que puede ser alimentado indistintamente por una fuente de potencia electrica intermitente, un modulo de almacenamiento de energfa electrica y una unidad generadora electroqmmica de combustible gaseoso, con el fin de recurrir lo menos posible a la unidad generadora electroqmmica para alimentar el equipo y, asf, con el fin de incrementar la duracion de vida de la unidad generadora electroqmmica de combustible y la autonoirna del sistema de alimentacion y de reducir el mantenimiento del mismo.

Para este fin, un procedimiento para gestionar la continuidad de la alimentacion electrica de un equipo electrico suministrada con prioridad por una fuente de potencia electrica intermitente, recurriendo el procedimiento a un modulo de almacenamiento de energfa electrica y una unidad generadora electroqmmica de combustible gaseoso, segun las caractensticas tecnicas de la reivindicacion 1.

De acuerdo con la invencion, la unidad generadora electroqmmica tan solo produce y almacena combustible si se cumple una doble condicion muy particular que corresponde a una potencia de la fuente intermitente que excede a la potencia de funcionamiento del equipo y una potencia del modulo de almacenamiento de energfa electrica al menos igual al primer umbral de potencia, tal como un umbral de carga a fondo. La unidad generadora electroqmmica tan solo es activada en cuanto se cumple una condicion muy particular que corresponde a una potencia del modulo de almacenamiento de energfa electrica, que comprende al menos una batena, que ha alcanzado el segundo umbral de potencia, tal como un umbral de descarga. Estas dos condiciones permiten recurrir lo menos posible a la unidad generadora electroqmmica de combustible y lo mas posible a la fuente intermitente y al modulo de almacenamiento de energfa electrica para alimentar el equipo. En efecto, la duracion de vida de la pila de combustible incluida en la unidad generadora es independiente de la potencia que proporciona, pero es dependiente del numero de activaciones - desactivaciones de la pila, en tanto que una batena incluida en el modulo de almacenamiento de energfa electrica tiene una elevada duracion de vida de varios anos, incluso si experimenta un numero muy elevado de cargas y descargas. Las citadas condiciones tambien disminuyen la frecuencia del mantenimiento del sistema de alimentacion, en particular, de la unidad generadora electroqmmica.

La fuente de potencia electrica intermitente puede ser un dispositivo de energfa renovable o una red de distribucion de energfa electrica poco fiable.

Como complemento de las dos aludidas etapas, el procedimiento de gestion segun la invencion comprende, ademas, la siguiente etapa, que se ejecuta mientras el modulo de almacenamiento de energfa electrica no haya alcanzado el segundo umbral de potencia, y sin recurrir a la energfa almacenada en la unidad generadora electroqmmica:

una alimentacion del equipo mediante la fuente y una carga del modulo de almacenamiento de energfa electrica mediante la fuente intermitente cuando la potencia de la fuente excede a la potencia de funcionamiento del equipo y la potencia del modulo de almacenamiento de energfa electrica esta comprendida entre los umbrales de potencia primero y segundo, y

una alimentacion del equipo mediante al menos el modulo de almacenamiento de energfa electrica cuando la potencia de la fuente intermitente es inferior a la potencia de funcionamiento del equipo y la potencia del modulo de almacenamiento de energfa electrica esta comprendida entre los umbrales de potencia primero y segundo.

En la segunda etapa citada, la alimentacion del equipo mediante al menos el modulo de almacenamiento de energfa electrica significa que el equipo puede ser alimentado a la vez por el modulo de almacenamiento de energfa electrica y la fuente intermitente, o bien solamente por el modulo de almacenamiento de energfa electrica, si se cumplen las dos siguientes condiciones: la potencia de la fuente intermitente es inferior a la potencia de funcionamiento del equipo y, por tanto, puede ser nula, y la potencia del modulo de almacenamiento de energfa electrica es superior al segundo umbral, es decir, esta comprendida entre los dos umbrales de potencia.

La gestion de la continuidad de la alimentacion electrica del equipo puede ser realizada automaticamente por una unidad de gestion para gestionar la alimentacion de la unidad generadora electroqmmica en funcion de la carga del modulo de almacenamiento de energfa electrica. En este caso, con objeto de preservar la autonomfa del sistema de alimentacion, la alimentacion de la unidad de gestion es simultanea a la alimentacion del equipo, constituyendo el equipo y la unidad de gestion la carga electrica del sistema de cuya alimentacion electrica tiene que garantizarse la continuidad.

La unidad generadora electroqmmica puede hallarse sola o completada con mas de una unidad generadora electroqmmica, en funcion de la capacidad del modulo de almacenamiento de energfa electrica y de la rapidez con que se desee la recarga del mismo. De acuerdo con una realizacion particular de la invencion que utiliza una pila de combustible, por ejemplo de hidrogeno, en cada unidad generadora electroqmmica, se puede prever

una produccion de combustible mediante un electrolizador y un almacenamiento del combustible producido en un deposito de almacenamiento cuando el electrolizador es alimentado mediante la fuente, y

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una restitucion del combustible almacenado desde el deposito de almacenamiento a una pila de combustible en cuanto la potencia del modulo de almacenamiento de energfa electrica se halla en el segundo umbral de potencia y hasta que la potencia del modulo de almacenamiento de energfa electrica alimentado por la pila alcance el primer umbral de potencia.

De acuerdo con otra caractenstica de la invencion, la autonoirna de agua que ha de suministrarse al electrolizador recae en una condensacion de vapor de agua de aire exterior en agua de condensacion durante la restitucion de hidrogeno almacenado. El almacenamiento de hidrogeno puede comprender una adsorcion de hidrogeno por una aleacion para formar un hidruro, y la condensacion puede tener su origen en una transferencia de calor del aire cargado con vapor de agua a una reaccion endotermica del hidruro en aleacion.

Asimismo, la invencion se refiere a un sistema para alimentar un equipo electrico bajo el gobierno de una unidad de gestion, comprendiendo el sistema una fuente de potencia electrica intermitente, un modulo de almacenamiento de energfa electrica y una unidad generadora electroqmmica de combustible gaseoso, segun las caractensticas tecnicas de la reivindicacion 8.

Con objeto de que las funciones de estos medios sean gobernadas por un medio de mando del tipo controlador programable, la unidad de gestion puede comprender conmutadores unidos a la fuente y a la unidad generadora electroqmmica, convertidores de corriente unidos al modulo de almacenamiento de energfa electrica, al equipo y a la unidad generadora electroqmmica. El medio de mando puede estar adaptado para gobernar los conmutadores y los convertidores para que la unidad generadora electroqmmica sea apta para alimentar el equipo y el modulo de almacenamiento de energfa electrica en cuanto el modulo de almacenamiento de energfa electrica es apto para tener una potencia igual al segundo umbral de potencia y hasta que el modulo de almacenamiento de energfa electrica cargado por la unidad generadora electroqmmica sea apto para alcanzar el primer umbral de potencia, y para que al menos el modulo de almacenamiento de energfa electrica sea apto para alimentar el equipo cuando la fuente intermitente es apta para tener una potencia inferior a la potencia de funcionamiento del equipo y el modulo de almacenamiento de energfa electrica es apto para tener una potencia comprendida entre los umbrales de potencia primero y segundo.

Para cumplir las referidas condiciones que pueden depender de medidas de diversas potencias electricas, la unidad de gestion segun la invencion puede comprender tambien un medio para medir la potencia suministrada por la fuente, un medio para medir la potencia suministrada por la unidad generadora electroqmmica cuando la unidad generadora electroqmmica es apta para cargar el modulo de almacenamiento de energfa electrica, un medio para pilotar la tension de alimentacion de un electrolizador incluido en la unidad generadora electroqmmica, un medio para medir la potencia de funcionamiento del equipo y un modulo para medir la potencia del modulo de almacenamiento de energfa electrica.

El sistema comprende la fuente de potencia electrica intermitente, el modulo de almacenamiento de energfa electrica y la unidad generadora electroqmmica de combustible gaseoso, y esta caracterizado por que la fuente intermitente es una fuente de energfa renovable que puede comprender uno o varios generadores eolicos y/o uno o varios paneles solares fotovoltaicos.

De acuerdo con otra realizacion, el sistema comprende el modulo de almacenamiento de energfa electrica y la unidad generadora electroqmmica de combustible gaseoso y esta caracterizado por que la fuente intermitente es una red de distribucion de energfa electrica. Para esta realizacion, el sistema hace las funciones de sistema de alimentacion de reserva cuando se corta la red de distribucion o cuando la potencia proporcionada por la misma es, anormalmente, demasiado debil para alimentar el equipo.

En estas dos realizaciones, el sistema de alimentacion electrica puede ser completamente autonomo en electricidad, combustible y agua, silencioso, no contaminante y modulable, tener una duracion de vida de al menos una quincena de anos y precisar de poco mantenimiento.

Con objeto de incrementar la duracion de vida del sistema, el modulo de almacenamiento de energfa electrica puede comprender al menos una batena de ion litio.

Cuando la unidad generadora electroqmmica comprende una pila de combustible, la pila de combustible es apta para alimentar el equipo y cargar el modulo de almacenamiento de energfa electrica en cuanto el modulo de almacenamiento de energfa electrica es apto para tener una potencia igual al segundo umbral de potencia y hasta que el modulo de almacenamiento de energfa electrica cargado por la unidad generadora electroqmmica sea apto para alcanzar el primer umbral de potencia. No es necesario ningun abastecimiento de combustible cuando la unidad generadora electroqmmica comprende tambien un electrolizador para producir combustible cuando la fuente es apta para tener una potencia que excede a la potencia de funcionamiento del equipo y el modulo de almacenamiento de energfa electrica es apto para tener una potencia al menos igual al primer umbral de potencia, y un deposito de almacenamiento para almacenar combustible producido por el electrolizador y restituir a la pila combustible almacenado.

Si el combustible es hidrogeno, la unidad generadora electroqmmica puede comprender un condensador para condensar vapor de agua de aire exterior en agua de condensacion durante una restitucion de hidrogeno

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almacenado, del deposito de almacenamiento a la pila, y un deposito-colector de agua para recoger el agua de condensacion durante la restitucion de hidrogeno almacenado y suministrar el agua de condensacion al electrolizador cuando el electrolizador es apto para ser alimentado por la fuente. Dependiendo de las condiciones climaticas del emplazamiento de instalacion del sistema, el condensador puede ser apto para condensar vapor de agua suministrado por la pila.

Finalmente, la invencion se refiere a un programa de ordenador apto para su puesta en practica en una unidad de gestion y caracterizado por comprender instrucciones que, cuando se ejecuta el programa en la unidad de gestion, realizan el procedimiento de la invencion.

Otras caractensticas y ventajas de la presente invencion se pondran mas claramente de manifiesto con la lectura de la siguiente descripcion de varias formas de realizacion de la invencion dadas a tftulo de ejemplos no limitativos, con referencia a los correspondientes dibujos que se acompanan, en los cuales:

la figura 1 es un diagrama de bloques esquematico de un sistema de alimentacion electrica segun la invencion;

la figura 2 es un diagrama de bloques esquematico de una unidad generadora electroqmmica de combustible gaseoso incluida en el sistema; y

la figura 3 es un algoritmo del procedimiento de gestion de alimentacion electrica segun la invencion.

Con referencia a la figura 1, un sistema de alimentacion electrica 1 segun la invencion comprende una unidad de gestion de alimentacion electrica 2, un modulo de almacenamiento de energfa electrica 3 y al menos una unidad generadora electroqmmica de combustible gaseoso 4, por ejemplo, dos unidades generadoras electroqmmicas. El sistema 1 esta destinado a alimentar potencia electrica a un equipo electrico 5 y a unirse a una fuente de potencia electrica intermitente 6.

El equipo electrico 5 hace las funciones de carga electrica del sistema de alimentacion y es, por ejemplo, una estacion de telecomunicaciones que funciona como transmisor y receptor para terminales moviles. El equipo 5 esta alimentado permanentemente por el sistema de alimentacion 1 con una potencia electrica de funcionamiento P5 variable en funcion de los servicios asumidos por el equipo. Por ejemplo, el equipo es alimentado a una tension continua de 48 V correspondiente a la tension nominal presente a la salida del modulo de almacenamiento de energfa electrica 3.

De acuerdo con una primera utilizacion ilustrada en la figura 1 a la que haremos referencia seguidamente, la fuente de potencia intermitente 6 es un dispositivo de energfa renovable que comprende, por ejemplo, un modulo eolico y un modulo de energfa solar. El modulo eolico comprende, por ejemplo, al menos un generador eolico 61 que genera una corriente alterna intermitente a su salida trifasica segun la realizacion ilustrada en la figura 1, o una corriente continua intermitente. El modulo de energfa solar comprende al menos un panel solar fotovoltaico 62. Por ejemplo, en paralelo a la unidad 2, van conectados dos o tres paneles solares fotovoltaicos 62. Los paneles solares generan una corriente continua intermitente.

En conjunto, la fuente de potencia 6 es capaz de suministrar una potencia recuperable P6 variable en funcion de la posicion geografica del emplazamiento de instalacion del sistema 1.

El modulo de almacenamiento de energfa electrica 3 comprende batenas electricas 31 y presenta, por ejemplo, una tension nominal de 48 V. Las batenas son, por ejemplo, de ion litio, con el fin de ofrecer una duracion de vida de varios anos por un elevado numero de ciclos de carga - descarga. La capacidad de las batenas es tal que el ciclo de carga - descarga dura 24 horas aproximadamente cuando alimentan permanentemente el equipo 5. Estas suministran una potencia P3 medida permanentemente y comprendida entre una potencia de carga minima P3m, llamada potencia de descarga, y una potencia de carga maxima P3M, llamada potencia de carga a fondo. Las batenas se cargan mediante la fuente de potencia 6 durante periodos de viento y/o de insolacion suficientes y sirven de acumulador intermedio durante periodos sin viento y/o insolacion en el emplazamiento donde esta instalado el sistema 1, para suministrar potencia electrica al equipo 5 mientras la potencia P3 no haya alcanzado la potencia de descarga P3m. La potencia de descarga P3m es suficiente para alimentar la unidad de gestion 2 y el equipo 5 y para hacer arrancar las pilas en las unidades generadoras electroqmmicas 4 segun el ciclo del procedimiento de gestion del sistema de alimentacion 1 que mas adelante se describe. Durante periodos largos sin viento e insolacion, superiores a 24 horas aproximadamente y con posibilidad de llegar a mas de una decena de dfas, las unidades generadoras electroqmmicas 4 son activadas por la unidad de gestion 2 cada vez que la potencia P3 alcanza la potencia de descarga P3m, con el fin de recargar rapidamente las batenas 31, tfpicamente, en 3 horas aproximadamente. Las unidades 4 se encargan asimismo de la alimentacion de potencia electrica al equipo 5 durante la recarga de las batenas, o en caso de fallo de las mismas.

De acuerdo con la realizacion del sistema de alimentacion mostrada en la figura 1, las dos unidades generadoras electroqmmicas 4 son identicas y tiene hidrogeno por combustible. Se pasa a describir seguidamente una de ellas, con referencia a la figura 2.

Cada unidad generadora electroqmmica 4 comprende, en forma de modulos, una pila de hidrogeno 40, un

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electrolizador 41, un deposito de almacenamiento de hidrogeno 42, un condensador 43 y un deposito-colector de agua 44 y un purificador de agua 45. Como variante, un deposito de almacenamiento de hidrogeno, un condensador, un deposito-colector de agua y un purificador de agua son comunes a las unidades 4, que comprenden, cada una de ellas, un electrolizador individual 41 y una pila de hidrogeno individual 40.

La pila de hidrogeno 40 es, por ejemplo, de tecnologfa de membrana de intercambio de protones PEM ("Proton Exchange Membrane" en ingles). El hidrogeno, en forma de dihidrogeno, es descargado del modulo de almacenamiento de hidrogeno 42 por intermedio de una conduccion 46 que tiene una electrovalvula 46EV abierta bajo el gobierno de la unidad de gestion 2, para oxidarse en el anodo 40A de la pila. Asf, el oxfgeno procedente del aire ambiente es reducido en el catodo 40C de la pila con un intercambio de iones para suministrar corriente electrica a la salida de la pila 40 y aire cargado con vapor de agua a una conduccion 47P que, segun una variante, puede estar unida al condensador 43. En funcionamiento, la pila de hidrogeno 40 suministra rapidamente una potencia netamente mas elevada que la potencia electrica P5 necesaria para el funcionamiento del equipo electrico 5.

Bajo el gobierno de la unidad de gestion 2, el electrolizador 41 es alimentado con electricidad por la fuente 6 y con agua por el deposito-colector 44 a traves de una conduccion 48 que tiene una electrovalvula 48EV abierta bajo el gobierno de la unidad de gestion 2, y a traves del purificador de agua 45. El electrolizador opera a escasa presion y baja temperatura para descomponer el agua recogida y purificada en oxfgeno y en hidrogeno. En el anodo 41A del electrolizador, el oxfgeno se escapa al aire. En el catodo 41C del electrolizador, el hidrogeno se produce a escasa presion para ser almacenado en el deposito 42 por intermedio de una conduccion 49 que tiene una electrovalvula 49EV abierta bajo el gobierno de la unidad de gestion 2. Por ejemplo, el electrolizador 41 es compacto y comprende un electrolito en estado solido tal como una membrana polimerica PEM. La electrolisis del agua se desencadena en el electrolizador 41 mediante una aportacion de electricidad a la salida de la unidad de gestion 2, que gestiona la duracion de la electrolisis y de la apertura de las electrovalvulas 48EV y 49EV hasta que el deposito de almacenamiento de hidrogeno 42 este lleno.

El deposito de almacenamiento de hidrogeno 42 y el condensador de vapor de agua 43 son, preferentemente, en forma de al menos un contenedor.

El deposito 42 contiene cajones 42C, que pueden ser en forma de botellas y que estan apilados verticalmente segun la realizacion ilustrada. Cada cajon 42C tiene una entrada de almacenamiento 42S enlazada con la conduccion 49, para almacenar directamente el hidrogeno producido por el catodo 41C del electrolizador 41, y una salida de restitucion 42D enlazada con la conduccion 46, para restituir directamente el hidrogeno almacenado hacia el anodo 40A de la pila 40. Como variante, la entrada 42S y la salida 42D estan agrupadas en una sola boca de almacenamiento / restitucion del cajon.

El condensador 43 es, por ejemplo, en forma de una columna hueca metalica que tiene superiormente una entrada de admision de aire 43AE, para admitir aire ambiente 47E exterior a la unidad generadora e, inferiormente, una salida de escape de aire 43S hacia el exterior y una salida de recuperacion de agua de condensacion 43EC dirigida hacia el deposito-colector de agua 44. El condensador 43 contiene un sistema de conveccion forzada de aire y un intercambiador termico. El sistema de conveccion esta constituido, por ejemplo, por un ventilador electrico 43V gobernado por la unidad de gestion 2 y dispuesto superiormente delante de la entrada de aire 43AE. El intercambiador termico es, por ejemplo, en forma de un radiador 43R, que tiene aletas orientadas hacia el interior del condensador 43 para estar en contacto con el aire ventilado y una base constitutiva de un tabique termicamente conductor, por ejemplo de grafito, comun al condensador y a los cajones 42C del deposito de almacenamiento 42.

El deposito-colector de agua 44 comprende una cuba para recoger por gravedad agua de condensacion 43EC que es producida por el condensador 43. Facultativamente, el deposito-colector 44 recoge agua de lluvia 44p. El deposito-colector 44 esta unido mediante la conduccion 48, cuya electrovalvula 48EV es abierta bajo el gobierno de la unidad de gestion 2 para alimentar con agua el purificador 45 y el electrolizador 41 cuando este esta alimentado electricamente por la fuente intermitente 6 para producir hidrogeno que ha de almacenarse. El purificador 45 purifica el agua recogida para cumplir con la calidad de agua requerida por el electrolizador 41.

El deposito de almacenamiento de hidrogeno 42 almacena directamente el hidrogeno producido por el electrolizador 41 y suministra directamente hidrogeno como vector energetico a la pila de hidrogeno 40. El deposito 42 se carga con el hidrogeno producido a una baja presion de tipicamente una decena de bares por el electrolizador 41, por intermedio de la electrovalvula 49EV abierta bajo el gobierno de la unidad de gestion 2, en la conduccion 49. Cada cajon 42C dentro del deposito 42 contiene una aleacion basada en tierras raras y en metal, tal como una aleacion de lantano y rnquel, en contacto con la base del radiador 43R.

En el almacenamiento de hidrogeno que es exotermico, la aleacion, que presenta una elevada capacidad de adsorcion masica reversible, adsorbe el hidrogeno producido por el electrolizador 41 para formar un sustrato de hidruro, tal como el hidruro LaNisH6, con un desprendimiento de calor hacia el exterior. Este almacenamiento directo del hidrogeno producido no recurre a una compresion del hidrogeno de varias centenas de bares como para el almacenamiento de hidrogeno gaseoso o lfquido en botellas, y presenta un rendimiento energetico muy elevado.

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Al ser reversible la reaccion de hidruracion, el deposito 42 restituye el hidrogeno almacenado por desorcion por medio de una transferencia del calor suministrado por el aire 47E admitido en el condensador 43 a la reaccion endotermica que transforma el hidruro en aleacion e hidrogeno. El hidrogeno es restituido bajo una presion de restitucion menor y a una temperatura mas elevada, por intermedio de la conduccion de descarga 46 con la electrovalvula 46EV abierta por la unidad de gestion 2. La presion de restitucion de unos bares es menor que la del almacenamiento de hidrogeno y sensiblemente superior a la presion atmosferica, y se corresponde con la presion de la pila 40. El metal pasa, entonces, del estado de hidruro a su estado originario, listo para almacenar nuevamente hidrogeno producido. Para la restitucion de hidrogeno almacenado, se pone en funcionamiento el ventilador 43V mediante la unidad de gestion 2, con el fin de que la cantidad de calor necesaria para la desorcion sea aportada por el aire exterior relativamente humedo 47E. El aire 43F forzado por el ventilador 43V dentro del condensador 43, por ejemplo, con un caudal de 1 m3/s aproximadamente, se enfna en su contacto con las aletas del radiador 43R, del cual el hidruro toma el calor necesario para la restitucion de hidrogeno endotermico almacenado.

En el enfriamiento del aire forzado 43F dentro del condensador en el transcurso del intercambio termico con el hidruro por intermedio del radiador 43R, la temperatura del aire pasa a una temperatura aproximada de 1 °C, superior a la temperatura de rocfo del aire, sin que el agua de condensacion alcance la temperatura de congelacion y se hiele, con el fin de transformar el vapor de agua saturado con agua lfquida 43EC recuperable por el deposito- colector 44. Un controlador 20 en la unidad de gestion 2 esta unido a un termometro en el condensador 43 para supervisar que la temperatura en la superficie del radiador 43R no alcance 0 °C.

El deposito 42 y el condensador 43 estan dimensionados de modo que el condensador suministre agua suficiente al electrolizador por intermedio del purificador 45 y de modo que el electrolizador suministre suficiente hidrogeno que almacenar, para que la pila 40 suministre rapidamente energfa electrica a las batenas 31 que han de recargarse tfpicamente en unas horas, al propio tiempo que alimenta el equipo 5. Cfclicamente bajo el gobierno de la unidad de gestion 2, las batenas 31 se cargan rapidamente mediante la pila 40 y se descargan lentamente para alimentar el equipo 5 durante un periodo largo sin viento y sin insolacion, por ejemplo de 10 dfas aproximadamente y, por tanto, durante una inactividad de la fuente de potencia intermitente 6. La cantidad de calor retirada por el deposito de almacenamiento 42 excede a las necesidades de agua del electrolizador para la produccion de hidrogeno necesario para el funcionamiento de la pila durante la recarga de las batenas desde la potencia de descarga P3m a la potencia de carga a fondo P3M. Por ejemplo, durante la restitucion de hidrogeno almacenado, se pueden producir 3 litros de agua de condensacion aproximadamente en solo 60 minutos aproximadamente, y serviran para la produccion de 3,75 Nm3 (metro cubico normal) de hidrogeno mediante el electrolizador. El consumo de hidrogeno de la pila para 4 kW por 3 h es de 11 Nm3 aproximadamente y permite la produccion de 9 litros de agua de condensacion aproximadamente, asf como la produccion de 12 kWh para recargar rapidamente las batenas.

Como variante, si la higrometna y/o la temperatura del aire en el emplazamiento de instalacion del sistema 1 son demasiado escasas o se vuelven demasiado escasas, el calor aportado por el aire exterior 47E y que ha de tomarse mediante el deposito 42 por intermedio del radiador 43R durante la restitucion puede ser cubierto por el flujo de aire caliente 47P cargado con vapor de agua, desprendido por la reaccion qrnmica en la pila 40 que esta en funcionamiento en la restitucion. En esta variante, el aire caliente 47P cargado con vapor de agua es llevado de la pila 40 por una conduccion a una entrada de admision 43AP del condensador 43 delante del ventilador 43V. El vapor de agua producido por el funcionamiento de la pila de hidrogeno 40 no suministra bastante agua de condensacion 43EC para que una reserva de hidrogeno en el deposito 42 producida por el electrolizador 41 sea suficiente para la produccion de electricidad de la pila 40 necesaria para la recarga de las batenas 31. Para esta variante, se puede prever, en el mantenimiento anual de la unidad 4, una reserva de agua renovable.

Volviendo a la figura 1, la unidad de gestion 2 esta organizada en torno a un controlador central 20 y comprende, ademas, conmutadores 21 y 23, convertidores de corriente 22 y 24 y un controlador de carga 25, unidos al controlador central 20. Unas salidas de cada convertidor 22, 24 estan unidas, por un bus bifilar 26 a 48 voltios o por una barra colectora, a los elementos 20 a 25 incluidos en la unidad de gestion, al modulo de almacenamiento de energfa electrica 3, al equipo electrico 5 y a las unidades generadoras electroqmmicas 4. Cada convertidor de corriente 22, 24 es programable, para adaptarlo a las corrientes alternas o continuas a la salida del generador eolico 61 y de los paneles solares 62, e incluye un regulador de carga pilotado por el controlador central 20, para regular el consumo de corriente del equipo 5, de las batenas 31 y de los electrolizadores 41 en las unidades 4. Los numeros de convertidores 22 y 24 dependen respectivamente de las potencias maximas del generador eolico 61 y de los paneles solares 62.

El procedimiento de gestion cfclica del sistema de alimentacion se implementa en forma de un programa de ordenador, principalmente en el controlador 20. El controlador 20 mantiene automaticamente la continuidad de la alimentacion electrica del equipo 5 y de los elementos incluidos en la unidad 2, se encarga de la carga de las batenas 31 mediante la fuente intermitente 6 o mediante la unidad generadora electroqmmica 4, el almacenamiento de energfa electrica en las batenas 31 cuando la fuente intermitente 6 produce energfa electrica en exceso y, preferentemente, supervisa el sistema 1 retransmitiendo senales de estado de funcionamiento y de alarma mediante la estacion de telecomunicaciones que constituye el equipo 5.

Los bornes de salida del generador eolico 61 estan respectivamente unidos mediante unos primeros conmutadores de dos estados 21 a las entradas de los convertidores 22 para convertir las corrientes intermitentes a la salida del

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generador eolico 61 en corriente continua a una tension continua nominal de 48 V.

Los bornes de salida de los paneles solares fotovoltaicos 62 estan respectivamente unidos mediante unas primeras entradas de segundos conmutadores 23 de cuatro estados a las entradas de los convertidores 24 para convertir las corrientes intermitentes a la salida de los paneles 62 en corriente continua a la tension continua nominal. Las salidas de las pilas de hidrogeno 40 en las unidades 4 estan respectivamente unidas mediante unas segundas entradas de dos de los conmutadores 23 a las entradas de convertidores 24 para convertir las corrientes continuas variables a la salida de las pilas de hidrogeno en corriente continua a la tension continua nominal.

Los conmutadores 21 y 23 tienen gobernados sus estados por el controlador 20. En un primer estado de los conmutadores 21 y 23, el generador eolico 61 y los paneles solares 62 alimentan el equipo 5 y, ocasionalmente, cargan una o las dos batenas 31, o alimentan los electrolizadores 41 para producir hidrogeno, en periodo de viento y de insolacion suficientes. En un segundo estado de dichos dos conmutadores 23, las pilas de hidrogeno 40 recargan rapidamente las batenas 31, al propio tiempo que mantienen la alimentacion del equipo 5. Cada convertidor 22, 24 comprende un adaptador electronico para adaptarse a las corrientes y tensiones variables en sus entradas y un estabilizador de tension de salida. Cada convertidor 22, 24 mide su corriente de salida y es pilotado por el controlador central 20 en funcion de la corriente de salida medida, por ejemplo, para hacer variar la tension de salida aplicada por el bus 26 a las batenas 31 hasta una tension de carga a fondo en la carga de las batenas. Asf, el controlador 20 establece potencias en las salidas de los convertidores y evalua, ya las potencias de salida del generador eolico 61 y de los paneles solares fotovoltaicos 62 y, por tanto, la potencia de salida P6 de la fuente de potencia 6, ya las potencias de salida de las pilas de hidrogeno 40 y, por tanto, la potencia de salida P4 de las unidades generadoras electroqmmicas 4.

De acuerdo con una variante dotada de mayor seguridad, los conmutadores 21, 22 pueden comprender estados suplementarios para unir unas segundas salidas de los conmutadores a un convertidor de reserva 2S destinado a reemplazarse por uno defectuoso de los convertidores 22, 24, bajo el gobierno del controlador central 20. Por ejemplo, un convertidor es defectuoso si su potencia de salida es anormalmente debil durante un periodo de viento intenso o de gran insolacion. En tal sentido, el controlador 20 esta unido a un anemometro y a un fotometro (no representados) para medir y supervisar la fuerza del viento y el flujo luminoso en el emplazamiento del sistema 1.

El controlador central 20, por mediacion de los reguladores de carga incluidos en los convertidores 22 y 24, pilota en tension la carga de las batenas 31. De acuerdo con la realizacion mostrada en la figura 1, un circuito de rele 27 conectado entre los bornes de las batenas 31 es gobernado por el controlador 20 para proteger las batenas 31 contra cualquier sobrecarga y cualquier descarga profunda, manteniendo la carga de las batenas entre la potencia de descarga P3m y la potencia de carga a fondo P3M, y asegurar una elevada corriente para recargar las batenas mediante la fuente 6 o las pilas 40. Como variante, se suprime el circuito de rele, y las propias batenas comprenden una unidad electronica que se encarga de la proteccion contra cualquier sobrecarga y cualquier descarga profunda.

El controlador de carga 25 esta unido entre los bornes de las batenas 31 y transmite al controlador central 20 la potencia de carga P3, es decir, las tensiones y las corrientes medidas en bornes de la batenas 31. Como variante, el controlador de carga 25 esta integrado en la unidad electronica incluida en las batenas.

El controlador central 20 gobierna asimismo la electrovalvula 46EV y el ventilador 43V y, respectivamente, las electrovalvulas 48EV y 49EV en el funcionamiento de las pilas 40 y el funcionamiento de los electrolizadores 41, en el transcurso del procedimiento de gestion que seguidamente se describe. El controlador 20 esta unido asimismo a diversos aparatos de medida AM (no representados), tales como anemometro, fotometro, caudalfmetro, manometro, termometro, para supervisar los funcionamientos de la fuente de potencia electrica intermitente 6 y cada unidad generadora electroqmmica 4.

Segun se pone de manifiesto por la descripcion precedente de las figuras 1 y 2, el sistema de alimentacion electrica 1 de la invencion es modulable en varios modulos compactos, que ocupan poco espacio y enlazables, por lo que es transportable, por ejemplo por helicoptero, para ser instalado en lugares aislados o de diffcil acceso o en intervenciones para socorrer a poblaciones tras catastrofes naturales o con motivo de conflictos. Adicionalmente, el sistema esta disenado para tener una duracion de vida de 15 anos con solo un mantenimiento anual.

El procedimiento de gestion dclica de alimentacion electrica segun la invencion se basa en la observacion de que una pila de hidrogeno 40 y una batena 31 tienen duraciones de vida y caractensticas de funcionamiento muy diferentes. Tfpicamente, las batenas de ion litio 31 tienen una duracion de vida superior a 15 anos aproximadamente y pueden experimentar al menos 7000 ciclos de carga - descarga entre las potencias P3m y P3M, cuya diferencia representa aproximadamente el 60 % de la diferencia entre una descarga profunda y una sobrecarga de las batenas. Una pila de hidrogeno 40 es capaz de suministrar una potencia electrica comprendida entre una potencia minima y una potencia maxima y tiene una duracion de vida de 5000 horas aproximadamente, cualquiera que sea la potencia electrica que suministra; por ejemplo, a una tension de 48 V, la corriente electrica suministrada por la pila esta comprendida entre 20 A y 100 A. La duracion de vida de la pila de hidrogeno, independiente de la potencia que proporciona, es dependiente del numero de activaciones - desactivaciones de la misma, que es superior a 1000 aproximadamente.

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Con objeto de acomodar las pilas de hidrogeno 40 y, asf, diferir en lo posible el recurrir a la activacion de las pilas, las pilas tan solo se activan cuando las batenas estan relativamente descargadas y alcanzan su umbral de descarga P3m, y las pilas nunca suministran directamente la potencia electrica P5 necesaria para el funcionamiento del equipo 5 cuando las batenas estan cargadas o descargandose. Dicho de otro modo, la continuidad electrica de la alimentacion del equipo 5 queda preservada, bajo el gobierno del controlador 20, prioritariamente por la fuente de potencia electrica intermitente 6, si esta ultima suministra bastante potencia electrica para hacer funcionar el equipo 5, o por el modulo de almacenamiento de energfa electrica 3 y la fuente 6, si la fuente 6 suministra una potencia electrica insuficiente para, sola, hacer funcionar el equipo 5, o solamente por el modulo de almacenamiento de energfa electrica 3, si la fuente 6 ya no suministra potencia electrica y la potencia disponible en las batenas no ha alcanzado la potencia de descarga P3m. Como ultimo recurso, cuando se alcanza la potencia de descarga P3m de las batenas, las pilas de hidrogeno 40 se activan para que estas produzcan su potencia maxima y, a la vez, carguen muy rapidamente las batenas 31 hasta la potencia de carga a fondo P3M y brinden la potencia electrica necesaria para el funcionamiento del equipo 5. Las batenas de ion litio 31 son recargables muy rapidamente, en tres horas aproximadamente, en comparacion con otras batenas, por ejemplo de plomo-acido, que precisan de un espacio de tiempo de recarga de 10 horas aproximadamente. En cuanto las batenas estan cargadas, son desactivadas las pilas de hidrogeno 40, y las batenas 3l, que se descargan lentamente, se encargan, ocasionalmente con la fuente 6, de la alimentacion del equipo 5. Se ve asf disminuida la duracion acumulada de la activacion de las pilas 40 mientras las batenas puedan, solas o con la fuente 6, proveer de funcionamiento al equipo 5.

Por ejemplo, para suministrar permanentemente al equipo 5 una corriente de carga continua de 20 A con batenas 31 que tienen una capacidad de 480 Ah y potencias de descarga y de carga a fondo P3m y P3M correspondientes a unas corrientes minima y maxima de 240 A y 480 A, esto es, una duracion de descarga y de autonoirna de (480 - 240)/20 = 12 h, las pilas de hidrogeno 40 que tienen una potencia maxima P4 correspondiente a una corriente maxima de 100 A, repartida en una corriente de 20 A para el equipo y una corriente de 100 - 20 = 80 A para la carga de las batenas, cargan las batenas durante 240/80 = 3 h, lo cual corresponde a un ciclo de descarga / carga de 12 + 3 = 15 h. Suponiendo 111 utilizaciones de las pilas al ano, la vida util del sistema de alimentacion electrica 1 es de 5000/(111 x 3) = 15 anos para unas pilas que tienen una duracion de vida de mas de medio ano aproximadamente.

Haciendo ahora referencia a la figura 3, el procedimiento de gestion dclica segun la invencion comprende unas etapas E1 a E10, ejecutadas esencialmente en el controlador 20. Inicialmente, al instalar el sistema 1, las batenas 31 estan cargadas por completo y, desde el mismo arranque del sistema, la fuente de potencia electrica intermitente 6 esta conectada al equipo electrico 5 por mediacion de los conmutadores 21 y 23 y de los convertidores 22 y 24 y suministra la potencia necesaria para el funcionamiento del equipo 5, con o sin la contribucion de las batenas 31.

Tal como se ha indicado, en una etapa de medida permanente EM, el controlador central 20 evalua la potencia electrica P62 suministrada por los paneles solares 62, o P4 suministrada por las pilas 40, en funcion de la corriente medida a la entrada de los convertidores 24 y la potencia electrica P61 suministrada por el generador eolico 61 en funcion del numero de vueltas del rotor del mismo y, asf, la potencia electrica P6 = P61 + P62 suministrada por la fuente 6. El controlador 20 pilota la tension de alimentacion V41 de los electrolizadores 41, que vana en funcion de la potencia disponible aportada por la fuente intermitente 6 para producir hidrogeno en la carga de las batenas. El controlador 20 evalua permanentemente la potencia disponible y la corriente consumida por el equipo 5 y las batenas 31 y, asf, la potencia P5 necesaria para el funcionamiento del equipo 5 y de la unidad 2 y la potencia P3 de las batenas por intermedio del controlador de carga 25, en orden a pilotar la rampa de tension de los electrolizadores 41 en la carga de las batenas. El controlador 20 recibe permanentemente medidas de magnitudes ffsicas de los aparatos de medida AM.

El equipo 5 y la unidad de gestion 2 reciben permanentemente las potencias electricas necesarias para su funcionamiento por las salidas de los convertidores 22 y 24 a traves del bus 26, tal como se ha indicado, en una etapa de continuidad de alimentacion electrica EC. Dichas potencias electricas necesarias estan seguidamente designadas en su conjunto por la potencia de carga P5, medida permanentemente por el regulador 25 y senalizada por el mismo al controlador 20. Permanentemente significa que las medidas se efectuan por muy breves periodos, del orden de unas decimas de segundo.

En la etapa E1, el controlador 20 compara la potencia electrica medida P6 suministrada por la fuente intermitente 6 con la potencia de carga P5. Si la potencia P6 excede a la potencia de carga P5, a consecuencia de un periodo con mucho viento y/o insolacion, en cuyo transcurso la fuente 6 suministra una elevada potencia, el controlador 20 evalua la potencia sobrante disponible P6 - P5, para asignarla a la carga de las batenas o a la produccion de hidrogeno. En la etapa E2, el controlador 20 compara la potencia P3 de las batenas 31 con su potencia de carga a fondo P3M. Si P3 < P3M, ofreciendo el equipo 5 y la unidad 2 una impedancia menor que la de las batenas, la potencia electrica P6 suministrada por la fuente intermitente 6 es utilizada con prioridad para alimentar el equipo 5 y la unidad 2, y las batenas 31 acumulan la potencia electrica sobrante P6 - P5 suministrada por la fuente 6 hasta que las batenas alcancen su potencia de carga a fondo P3M, en la etapa E3. En caso contrario, en la etapa E2, en la que las batenas tienen su potencia de carga a fondo P3M, el controlador 20 gobierna la tension de alimentacion V41 de los electrolizadores 41 para que la potencia sobrante P6 - P5 tambien sirva para alimentar los electrolizadores 41, con el fin de que sus catodos 41C produzcan hidrogeno almacenado en los depositos de

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almacenamiento 42, en la etapa E4. En este caso, el controlador 20 tambien gobierna la apertura de las electrovalvulas 49EV mientras el hidrogeno producido haya de almacenarse en los depositos 42 por intermedio de las conducciones 49.

Volviendo a la etapa E1, si la potencia medida P6 suministrada por la fuente 6 es insuficiente, e incluso nula, para alimentar el equipo 5 y la unidad 2 con la potencia de carga requerida P5, el controlador 20 compara la potencia P3 de las batenas 31 con su umbral de descarga P3m, o de acuerdo con la variante, recupera la potencia medida P3 transmitida por la unidad electronica incluida en las batenas, en la etapa E5. Si la carga P3 de las batenas es suficiente, el equipo 5 y la unidad 2 son alimentados con la potencia suministrada por la fuente 6, cubierta con la extrafda de las batenas 31, en la etapa E6. Asf, durante las precedentes etapas E1 a E6, el equipo 5 y la unidad 2 son alimentados por la fuente 6 y/o las batenas 31 mientras la potencia P3 de las batenas permanezca superior al umbral de descarga P3m.

Si, en la etapa E5, las batenas 31 estan descargadas tras un periodo de viento y de insolacion escasos, e incluso una ausencia de viento y de luminosidad, correspondiente a P3 = P3m, el controlador 20 pone en funcionamiento los ventiladores 43V y gobierna la apertura de las electrovalvulas 46EV para que los depositos 42 restituyan hidrogeno almacenado hacia los anodos 40A de las pilas 40, por intermedio de las conducciones 46, y las pilas se activen en la etapa E7. El controlador 20 gobierna los conmutadores 23 para conectar la salida de las pilas de hidrogeno 40 con los convertidores 24, para que los convertidores carguen muy rapidamente las batenas 31 mediante el bus 26 con el sobrante P4 - P5 de la potencia electrica producida por las pilas hasta la potencia de carga a fondo P3M. La potencia P5 necesaria para el funcionamiento del equipo 5 y de la unidad 2 se extrae de la potencia P4 generada por las pilas 40, que absorben una cantidad de hidrogeno variable en funcion del consumo de corriente de las batenas y del equipo 5.

En la etapa E8 concomitante con la etapa E7, los ventiladores en funcionamiento 43V fuerzan el aire exterior 47E a pasar sobre los radiadores 43R dentro de los condensadores 43. Los radiadores 43R captan el calor del aire exterior ventilado 47E y lo transfieren al hidruro dentro de los cajones 42C de los depositos de almacenamiento 42, en el transcurso de la desorcion endotermica que transforma el hidruro en aleacion e hidrogeno, con el fin de restituir hidrogeno almacenado, necesario para el funcionamiento de las pilas 40. El intercambio termico mediante los radiadores 43R condensa el vapor de agua del aire exterior 47E en agua de condensacion 43EC, que es recogida en los depositos-colectores 44. De acuerdo con la aludida variante, el vapor de agua en el aire caliente 47P desprendido por las pilas de hidrogeno 40 en funcionamiento tambien se condensa en agua 43EC. Simultaneamente a las etapas E7 y E8, el controlador 20 supervisa la evolucion de la recarga de las batenas 31 senalizada por el controlador de carga 25, o la unidad electronica dentro de las batenas, en la etapa E9.

En cuanto las batenas 31 han alcanzado su potencia de carga a fondo P3M en la etapa E9, el controlador 20 detiene el ventilador 43V y cierra las electrovalvulas 46EV, lo cual desactiva las pilas 40, y gobierna los conmutadores 23 para conectar las salidas de los paneles solares 62 a los convertidores 24, en la etapa E10. Tras la etapa E10, al igual que tras las etapas E4 y E6, el controlador 40 vuelve a continuacion a la etapa E1 del procedimiento, con el fin de que el equipo 5 y la unidad 2 sean alimentados con prioridad por la fuente intermitente 6 en las etapas E2 a E4 o por al menos las batenas 31 en la etapa E6.

De acuerdo con una variante de la etapa E7, el controlador 20 tambien gobierna los conmutadores 21, que desconectan el generador eolico 61 y los convertidores 22 hasta que las batenas 31 alcancen la potencia de carga a fondo P3M.

De acuerdo con una segunda utilizacion, la fuente de potencia intermitente 6 es una red de distribucion de energfa electrica local que sustituye al generador eolico 61 y a los paneles solares 62, y el sistema 1 sirve de generador electrico de reserva en caso de avena de la red electrica local. Para esta segunda utilizacion, la red electrica esta conectada a los convertidores 22 y/o 24 a traves de los conmutadores 21 y/o 23. Los convertidores estan configurados por el controlador 20. El procedimiento de gestion de la alimentacion electrica del equipo electrico 5 y de la unidad de gestion 2 es similar al anteriormente descrito. En las etapas E1 a E4, mientras la red electrica suministre potencia electrica, el equipo 5 y la unidad de gestion 2 son alimentados por la red electrica, que puede servir, de ser necesario, para producir hidrogeno mediante los electrolizadores 41, en la etapa E4. En cuanto se corta la red electrica, las batenas 31 relevan a la red, en la etapa E6. Si el corte de la red persiste hasta que la potencia P3 de las batenas alcance el umbral de descarga P3m en la etapa E5, las batenas se recargan mediante la activacion de las pilas 40, en las etapas E7 a E10.

El fallo de la red electrica local puede deberse a una avena mas o menos frecuente, pero tambien a un deterioro de la red como consecuencia de una catastrofe natural, tal como un temporal, un sefsmo o un tsunami.

Cuando el equipo electrico 5 es una estacion de telecomunicaciones, la estacion cuya alimentacion electrica gestiona la unidad de gestion 2 se encarga, sin discontinuidad, de las comunicaciones con terminales moviles, cualquiera que sea el estado de la fuente intermitente 6, durante mas de una decena de dfas consecutivos. Por ejemplo, los terminales moviles son los de grupos de profesionales para servicios de seguridad publica, organizados en red de radiocomunicaciones terrestres. Si la estacion de telecomunicaciones se halla instalada en un emplazamiento aislado, por ejemplo, en la cumbre de una montana de diffcil acceso, la unidad de gestion 2 segun la

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invencion permite mantener el funcionamiento de la estacion durante varios dfas consecutivos cuando la fuente intermitente no produce energfa electrica o la produce en modo insuficiente para el equipo. En particular, cuando la fuente intermitente es una red de distribucion electrica, el sistema 1 permite diferir en varios dfas la intervencion de un equipo de mantenimiento para reparar la red danada.

De acuerdo con otras aplicaciones, el equipo electrico 5 es un motor electrico, como por ejemplo una bomba para extraer agua de un pozo, o un sistema de vigilancia.

La invencion que se describe se refiere a un procedimiento y una unidad de gestion de alimentacion electrica para asegurar la continuidad de la alimentacion electrica de un equipo electrico, suministrada con prioridad por una fuente de potencia electrica intermitente. De acuerdo con una implementacion, las etapas del procedimiento vienen determinadas por las instrucciones de un programa de ordenador incorporado en la unidad de gestion, en particular, en el controlador 20 de la unidad de gestion 2. El programa apto para su puesta en practica en la unidad de gestion de la invencion incluye instrucciones de programa que, cuando se ejecuta dicho programa en la unidad de gestion, cuyo funcionamiento es gobernado entonces mediante la ejecucion del programa, realizan las etapas del procedimiento segun la invencion.

En consecuencia, la invencion es asimismo de aplicacion a un programa de ordenador, especialmente un programa de ordenador grabado en o dentro de un soporte de grabacion legible por un ordenador y cualquier dispositivo de procesamiento de datos, adaptado para llevar a la practica la invencion. Este programa puede utilizar cualquier lenguaje de programacion y presentarse en forma de codigo fuente, codigo objeto, o de codigo intermedio entre codigo fuente y codigo objeto, tal como en una forma compilada parcialmente, o en cualquier otra forma deseable para implementar el procedimiento segun la invencion. El programa puede ser descargado en la estacion base por intermedio de una red de comunicacion, tal como Internet.

El soporte de grabacion puede ser cualquier entidad o dispositivo capaz de almacenar el programa. Por ejemplo, el soporte puede incluir un medio de almacenamiento en el que esta grabado el programa de ordenador segun la invencion, tal como una ROM, por ejemplo un CD-ROM o una ROM de circuito microelectronico, o tambien una memoria USB, o un medio de grabacion magnetica, por ejemplo, un disquete (floppy disc) o un disco duro.

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REIVINDICACIONES

1. Procedimiento para gestionar la continuidad de la alimentacion electrica de un equipo electrico (5), recurriendo el procedimiento a un modulo de almacenamiento de energfa electrica (3) y una unidad generadora electroqmmica de combustible gaseoso (4), caracterizado por que la alimentacion electrica del equipo (5) es suministrada con prioridad por una fuente de potencia electrica intermitente (6) y por comprender:

una alimentacion (E2-E3-E4), mediante la fuente (6), del equipo (5), del modulo de almacenamiento de energfa electrica (3) y de la unidad generadora electroqmmica (4) para una produccion y un almacenamiento del combustible en la unidad generadora electroqmmica (4) cuando la potencia (P6) de la fuente excede a la potencia de funcionamiento (P5) del equipo (5) y la potencia (P3) del modulo de almacenamiento de energfa electrica (3) se halla en un primer umbral de potencia (P3M), y

una restitucion (E7-E8-E9) del combustible almacenado a la unidad generadora electroqmmica (4), una alimentacion (E7-EC) del equipo (5) mediante la unidad generadora electroqmmica y una carga (E7) del modulo de almacenamiento de energfa electrica (3) mediante la unidad generadora electroqmmica en cuanto la potencia (P3) del modulo de almacenamiento de energfa electrica se halla en un segundo umbral de potencia (P3m) inferior al primer umbral y hasta que la potencia del modulo de almacenamiento de energfa electrica cargado por la unidad generadora electroqmmica alcance el primer umbral de potencia (P3M).
2. Procedimiento segun la reivindicacion 1, que comprende ademas una alimentacion (E3-EC) del equipo (5) mediante la fuente (6) y una carga (E3) del modulo de almacenamiento de energfa electrica (3) mediante la fuente intermitente (6) cuando la potencia (P6) de la fuente excede a la potencia de funcionamiento (P5) del equipo (5) y la potencia (P3) del modulo de almacenamiento de energfa electrica esta comprendida entre los umbrales de potencia primero y segundo (P3M, P3m), y

una alimentacion (E6-EC) del equipo (5) mediante al menos el modulo de almacenamiento de energfa electrica (3) cuando la potencia (P6) de la fuente intermitente (6) es inferior a la potencia de funcionamiento (P5) del equipo (5) y la potencia (P3) del modulo de almacenamiento de energfa electrica esta comprendida entre los umbrales de potencia primero y segundo (P3M, P3m).
3. Procedimiento segun la reivindicacion 1 o 2, que comprende una alimentacion (EC) de una unidad (2) para gestionar la alimentacion de la unidad generadora electroqmmica (4) en funcion de la carga del modulo de almacenamiento de energfa electrica (3), simultaneamente con la alimentacion del equipo.
4. Procedimiento segun una de las reivindicaciones 1 a 3, que comprende, en la unidad generadora electroqmmica (4),

una produccion de combustible (E4) mediante un electrolizador (41) y un almacenamiento del combustible producido en un deposito de almacenamiento (42) cuando el electrolizador (41) es alimentado mediante la fuente (6), y

una restitucion (E7) del combustible almacenado desde el deposito de almacenamiento (42) a una pila de combustible (40) en cuanto la potencia del modulo de almacenamiento de energfa electrica se halla en el segundo umbral de potencia (P3m) y hasta que la potencia del modulo de almacenamiento de energfa electrica alimentado por la pila alcance el primer umbral de potencia (P3M).
5. Procedimiento segun una de las reivindicaciones 1 a 4, segun el cual el combustible es hidrogeno.
6. Procedimiento segun la reivindicacion 5, que comprende una condensacion (E8) de vapor de agua (47P) de aire exterior (47E) en agua de condensacion (43EC) durante la restitucion de hidrogeno almacenado (E7).
7. Procedimiento segun la reivindicacion 6, en el que el almacenamiento de hidrogeno (E4) comprende una adsorcion de hidrogeno por una aleacion para formar un hidruro, y la condensacion (E8) tiene su origen en una transferencia de calor del aire cargado con vapor de agua (47E) a una reaccion endotermica del hidruro en aleacion.
8. Sistema (1) para alimentar un equipo electrico (5) bajo el gobierno de una unidad de gestion (2), comprendiendo el sistema una fuente de potencia electrica intermitente (6), un modulo de almacenamiento de energfa electrica (3) y una unidad generadora electroqmmica de combustible gaseoso (4), estando la unidad de gestion (2) configurada para gestionar la continuidad de la alimentacion de un equipo electrico (5) apta para ser suministrada con prioridad por la fuente de potencia electrica intermitente (6), siendo apto el equipo para ser alimentado, ademas, por el modulo de almacenamiento de energfa electrica (3) y la unidad generadora electroqmmica de combustible gaseoso (4), comprendiendo la unidad de gestion (2):

- un medio (20, 21-24) para alimentar (E4) mediante la fuente (6) el equipo (5), el modulo de almacenamiento de energfa electrica (3) y la unidad generadora electroqmmica (4) con el fin de producir y almacenar combustible en la unidad generadora electroqmmica (4) cuando la fuente tiene una potencia (P6) que excede a la potencia de funcionamiento (P5) del equipo (5) y la potencia (P3) del modulo de almacenamiento de energfa electrica (3) tiene una potencia al menos igual a un primer umbral de potencia

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(P3M), y

- un medio (20, 23-24, 46EV) para restituir combustible almacenado a la unidad generadora electroqmmica (4), alimentar el equipo (5) mediante la unidad generadora electroqmmica y cargar el modulo de almacenamiento de energfa electrica (3) mediante la unidad generadora electroqmmica en cuanto el modulo de almacenamiento de energfa electrica tiene una potencia (P3) igual a un segundo umbral de potencia (P3m) inferior al primer umbral y hasta que el modulo de almacenamiento de energfa electrica cargado por la unidad generadora electroqmmica (4) alcance el primer umbral de potencia (P3M).
9. Sistema segun la reivindicacion 8, caracterizado por que la unidad de gestion comprende conmutadores (21, 23) unidos a la fuente (6) y a la unidad generadora electroqmmica (4), convertidores de corriente (22, 24) unidos al modulo de almacenamiento de energfa electrica (3), al equipo (5) y a la unidad generadora electroqmmica (4), y un medio de mando (20) apto para gobernar los conmutadores y los convertidores para que la unidad generadora electroqmmica (4) sea apta para alimentar el equipo (5) y el modulo de almacenamiento de energfa electrica (3) en cuanto el modulo de almacenamiento de energfa electrica tiene una potencia igual al segundo umbral de potencia (P3m) y hasta que el modulo de almacenamiento de energfa electrica cargado por la unidad generadora electroqmmica alcance el primer umbral de potencia (P3M), y para que al menos el modulo de almacenamiento de energfa electrica (3) sea apto para alimentar el equipo (5) cuando la fuente intermitente (6) tiene una potencia (P6) inferior a la potencia de funcionamiento (P5) del equipo (5) y el modulo de almacenamiento de energfa electrica tiene una potencia comprendida entre los umbrales de potencia primero y segundo (P3M, P3m).
10. Sistema (1) segun la reivindicacion 8 o 9, caracterizado por que la fuente intermitente es una fuente de energfa renovable (61, 62).
11. Sistema (1) segun la reivindicacion 8 o 9, caracterizado por que la fuente intermitente (6) es una red de distribucion de energfa electrica.
12. Sistema segun una cualquiera de las reivindicaciones 8 a 11, en el que la unidad generadora electroqmmica (4) comprende una pila de combustible (40) para alimentar el equipo (5) y cargar el modulo de almacenamiento de energfa electrica en cuanto el modulo de almacenamiento de energfa electrica tiene una potencia (P3) igual al segundo umbral de potencia (P3m) y hasta que el modulo de almacenamiento de energfa electrica cargado por la unidad generadora electroqmmica alcance el primer umbral de potencia (P3M), un electrolizador (41) para producir combustible cuando la fuente tiene una potencia (P6) que excede a la potencia de funcionamiento (P5) del equipo (5) y el modulo de almacenamiento de energfa electrica (3) tiene una potencia (P3) al menos igual al primer umbral de potencia (P3M), y un deposito de almacenamiento (42) para almacenar combustible producido por el electrolizador y restituir a la pila combustible almacenado.
13. Sistema segun la reivindicacion 12, en el que el combustible es hidrogeno.
14. Sistema segun la reivindicacion 13, en el que la unidad generadora electroqmmica (4) comprende un condensador (43) para condensar vapor de agua de aire exterior (476E) en agua de condensacion (43EC) durante una restitucion de hidrogeno almacenado, del deposito de almacenamiento (42) a la pila (40), y un deposito-colector de agua (44) para recoger el agua de condensacion (43EC) durante la restitucion de hidrogeno almacenado y suministrar el agua de condensacion (43EC) al electrolizador (41) cuando el electrolizador (41) es alimentado por la fuente (6).
15. Sistema segun la reivindicacion 14, en el que el condensador (43) es apto para condensar vapor de agua (47P) suministrado por la pila (40).
16. Programa de ordenador apto para su puesta en practica en una unidad de gestion (2) para gestionar la continuidad de la alimentacion de un equipo electrico (5), estando caracterizado dicho programa por comprender instrucciones que, cuando se ejecuta el programa en la unidad de gestion, realizan las etapas del procedimiento segun las reivindicaciones 1 a 7.