ES2812301T3 - Unidad de suministro de energía eléctrica y control correspondiente - Google Patents
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Abstract
Control (10) para una unidad de suministro de energía eléctrica (1), que comprende: a) una primera entrada del nivel de llenado (11) a la cual se puede traspasar un primer nivel de llenado (41) de un primer acumulador de energía (40) de la unidad de suministro de energía eléctrica (1), b) otra entrada del nivel de llenado (12), a la cual se puede traspasar otro nivel de llenado (141) de otro acumulador de energía opcional (140) de otra unidad de suministro de energía eléctrica (101), c) un determinador de tensión alterna prevista (13), que está conformado, para determinar una tensión alterna prevista (14) teniendo en cuenta el primer nivel de llenado (41) y/o el otro nivel de llenado (141), y 1) el determinador de tensión alterna previsto (13) está conformado para determinar una frecuencia prevista (16) de la tensión alterna prevista (14) teniendo en cuenta el primer nivel de llenado (41) y/o el otro nivel de llenado (141), 2) el control (10) está conformado para determinar, a partir de otra frecuencia (155) de otra tensión alterna (154) de otro generador de tensión alterna (150) de la otra unidad de suministro de energía eléctrica (101), el otro nivel de llenado (141) del otro acumulador de energía (140), d) una salida de tensión alterna prevista (15), desde la cual se traspasa la tensión alterna prevista (14) a un generador de tensión alterna (50) de la unidad de suministro de energía eléctrica (1) que se caracteriza por que el determinador de tensión alterna prevista (13) está conformado de tal forma que la frecuencia prevista (16) e) en general, se corresponde con la otra frecuencia (155), cuando la otra unidad de suministro de energía eléctrica (101), de forma conductiva eléctricamente, está unida a la unidad de suministro de energía eléctrica (1), y f) en otro caso, se determina teniendo en cuenta el primer nivel de llenado (41).
Description
DESCRIPCIÓN
Unidad de suministro de energía eléctrica y control correspondiente
Ámbito técnico
(0001) La invención hace referencia a un control para una unidad de energía eléctrica, así como a una unidad de suministro de energía eléctrica. Además, la invención hace referencia a un sistema de suministro de energía eléctrica y a un método para controlar una unidad de suministro de energía eléctrica.
Estado de la técnica
(0002) Más de un millón de personas viven sin acceso a energía eléctrica. Tampoco en un tiempo previsible conseguirá el 70% ningún acceso a una red de suministro (macro red) eléctrica pública. Por un lado, esto evita el desarrollo económico de las personas afectadas, así como su formación y salud. Por otro lado, surge una necesidad que va en aumento de suministro de energía eléctrica, que esté disponible independientemente de una red de suministro eléctrica pública.
(0003) El mercado de hoy día ofrece una multitud de soluciones para ello. Por ejemplo, existen generadores de diesel que, en efecto, son caros en su funcionamiento y que suelen ser poco fiables, a menudo, a causa de una falta de mantenimiento. Además, se conocen pequeñas instalaciones solares que son adecuadas para el ámbito privado, pero que tienen un ámbito de servicio pequeño y una duración de vida corta, así como no está previsto para ampliaciones. En el mercado son adquiribles también sistemas de islas (micro redes), que son concebidas para empleos específicos. Son desventajosos aquí los costes de compra elevados del sistema de isla en su conjunto, así como la instalación ejecutable, en general, sólo por un experto. Además, semejantes sistemas de isla son poco flexibles y sólo se pueden ampliar de forma limitada. Nuevos y viejos sistemas de isla no se pueden combinar entre sí a menudo o sólo con una complicación considerable. Los sistemas de isla disponen, en general, de un control central, que en una ampliación tiene que ser programado o adaptado nuevamente. La avería de un componente único crítico puede hacer que el sistema total sea inservible. A menudo no se garantiza tampoco que las baterías que se usan en un sistema de isla tengan el mismo estado de carga. Semejante sistema de isla, que supera alguna de las desventajas mencionadas arriba, se conoce en el documento EP 2827467 A2, en el cual se muestra un dispositivo y un método para la producción estable de energía eléctrica.
(0004) El documento EP 2 858 200 A1 (Osaka Gas Co.) manifiesta un sistema de suministro de corriente, que posibilita una elevada reserva de energía. El sistema comprende una multitud de sistemas locales que, a su vez, respectivamente, presentan una conexión de tensión alterna, un acumulador de energía, un convertidor local y una multitud de consumidores. Entre los sistemas locales se encuentran convertidores de conexión, de manera que los sistemas locales son encendidos eléctricamente en serie. Cuando el sistema local no está unido con la red, un aparato de control controla el convertidor local, de manera que la frecuencia de la red de tensión alterna es independiente del estado de carga del acumulador de energía. El aparato de control controla un intercambio de energía entre los sistemas locales, de manera que el convertidor de conexión transfiere energía eléctrica desde el sistema local con el estado de carga relativamente elevado hacia el sistema local con el estado de carga relativamente bajo, basándose en las frecuencias de rede dependientes del estado de carga.
(0005) El documento EP 2830 183 A1 (Osaka Gas Co.) manifiesta un dispositivo y propone un sistema para el control de un módulo de consumo de energía, y una conexión lineal entre el estado de carga de un acumulador de energía y la frecuencia de la red de tensión alterna. El dispositivo para el control del módulo de consumo de energía presenta, entre otros, una unidad de detección de frecuencia.
(0006) El documento EP 2 595 218 A1 (Samsung SDI Co., Robert Bosch GmbH) manifiesta un método para supervisar una batería. Las dimensiones como, por ejemplo, las temperaturas de las celdas de una batería polivalente de un vehículo híbrido o eléctrico han de medirse sin cableado individual. Cada celda contiene una unidad electrónica para el registro de una dimensión de medida, que puede ser transmitida con frecuencia portadora.
(0007) El documento EP 2408 083 A1 (Vpec Inc) manifiesta un sistema de tensión alterna distribuido de forma autónoma. Cada suministrador de corriente y consumidor de corriente del sistema presenta, al menos, un aparato de producción de corriente eléctrica, un acumulador de energía de flujo en el mismo sentido, un convertidor autónomo con un sistema de control y cargas. Mediante un convertidor de conexión de red contigua se puede transmitir la energía a otro suministrador de corriente y otro consumidor de corriente. La frecuencia de la tensión alterna de cada suministrador de corriente y cada consumidor de corriente aumenta con el estado de carga del acumulador de energía. La compensación de energía se lleva a cabo desde el suministrador de corriente y el consumidor de corriente con la frecuencia más elevada hacia los de frecuencia más baja.
Representación de la invención
(0008) El objetivo de la invención consiste, por ello, en conseguir una mejora frente al estado de la técnica y en evitar las desventajas del estado de la técnica, al menos, parcialmente. Especialmente, la invención ha de
posibilitar el hecho de proporcionar y hacer funcionar las unidades de suministro de energía eléctricas, que son tan fiables, flexibles en su empleo y/o ampliables como sea posible. Preferiblemente, las unidades de suministro de energía eléctricas se han de poner en funcionamiento y también mantenerse de forma económica.
(0009) La solución del objetivo está definido por las características de la reivindicación 1a. Según la invención, un control para la unidad de suministro de energía eléctrica comprende una primera entrada del nivel de llenado, al cual se puede traspasar un primer nivel de llenado de un primer acumulador de energía de la unidad de suministro de energía eléctrica. Además, el control comprende otra entrada de nivel de llenado, a la cual se puede traspasar otro nivel de llenado de otro acumulador de energía opcional de otra unidad de suministro de energía eléctrica. Además, el control comprende un determinador de tensión alterna prevista, que está conformada para determinar una tensión alterna prevista teniendo en cuenta el primer nivel de llenado y/u otro nivel de llenado. Además, el control comprende una salida de tensión alterna prevista, desde la cual se puede traspasar la tensión alterna prevista a un generador de tensión alterna de la unidad de suministro de energía eléctrica.
(0010) Bajo el término de control se entiende fundamentalmente un dispositivo cuyo tamaño de salida o tamaños de salida son dispuestas dependiendo de sus tamaños de entrada. El control conforme a la invención puede contener también un ajuste para mantener el efecto de las averías al mínimo posible y/o para influenciarlo de manera que sigan una modificación temporal deseada.
(0011) El control puede presentar uno o varios micro-controladores para realizar las tareas de control y ajuste.
(0012) Con el término nivel de llenado se hace referencia a la energía que está almacenada en un acumulador de energía, es decir, la energía disponible de un acumulador de energía. De este modo, la energía disponible puede ser dependiente del transcurso temporal de una carga. En consecuencia, también el nivel de llenado puede depender de la carga, especialmente, incluso de la carga futura. El nivel de llenado puede ser representado también como tamaño relativo, en el cual la energía disponible se refiere a la energía máxima de un acumulador de energía completo. En este caso, un acumulador de energía completo tiene un nivel de llenado del 100% y un acumulador de energía vacío tiene un nivel de llenado del 0%.
(0013) Especialmente, bajo el término de nivel de llenado también se puede hacer referencia a una carga eléctrica que está acumulada en un acumulador de energía, es decir, a una carga disponible. Una representación relativa del nivel de llenado puede llevarse a cabo en este caso de modo que la carga disponible hace referencia a la carga máxima de un acumulador de energía completo.
(0014) Bajo el término de tensión alterna prevista se entiende el transcurso temporal de una tensión alterna, que puede poner a disposición la unidad de suministro de energía eléctrica, y la tensión alterna prevista puede ser distinta del tamaño absoluto de la tensión alterna verdadera. El transcurso temporal de la tensión alterna prevista puede ser descrito mediante una frecuencia, un valor efectivo y un punto temporal de pasaje por cero. A continuación, se parte del hecho de que las mismas frecuencias también tienen idénticos pasajes por cero.
(0015) Bajo el término de “traspasable” se entiende que el control conforme a la invención puede ser o está unido de tal modo a una unidad de suministro de energía eléctrica conforme a la invención que los datos de funcionamiento necesarios de la unidad de suministro de energía eléctrica como, por ejemplo, el primer nivel de llenado del primer acumulador de energía puede ser traspasado al control conforme a la invención. Además, otra unidad de suministro de energía eléctrica puede estar unida, de forma conductiva eléctricamente, a la unidad de suministro de energía eléctrica, y desde la otra unidad de suministro de energía eléctrica se pueden traspasar igualmente datos de funcionamiento al control conforme a la invención como, por ejemplo, el otro nivel de llenado del otro acumulador de energía de la otra unidad de suministro de energía. Para el verdadero traspaso, todos los métodos de traspaso conocidos se tienen en cuenta como, por ejemplo, el método de traspaso alámbrico y/o el método de traspaso radioeléctrico.
(0016) El control conforme a la invención puede controlar a una unidad de suministro de energía eléctrica que, de forma conductiva eléctricamente, está unida a otra unidad de suministro de energía eléctrica, teniendo en cuenta un valor de funcionamiento del otro control de la otra unidad de suministro de energía eléctrica como, por ejemplo, el otro nivel de llenado. Con el control conforme a la invención es posible controlar un compuesto consistente en una multitud de unidades de suministro de energía eléctrica sin un control central. La avería de un control no conlleva la avería de todas las unidades de suministro de energía eléctrica, es decir, de todo el compuesto, sino que solo provoca la avería de la unidad de suministro de energía eléctrica correspondiente. Con ello, se puede garantizar un suministro de energía fiable. Al ampliar o reducir el compuesto, es decir, al añadir o eliminar unidades de suministro de energía eléctrica del compuesto, no se tiene que modificar nada en el resto de controles y se pueden usar todos los demás. Las ampliaciones del compuesto no son posibles fácilmente por todos los lugares. Habida cuenta que no es necesario unir el control o la unidad de suministro de energía eléctrica a una red de suministro eléctrico pública, el control y la unidad de suministro de energía eléctrica pueden ser empleadas de forma flexible y prácticamente en todos los lugares. Como se ha demostrado, las unidades de suministro de energía eléctrica pueden ponerse en funcionamiento y ser mantenidas con controles conforme a la invención, especialmente, también de forma económica.
(0017) En una forma de ejecución del control, el determinador de tensión alterna prevista está conformado para
determinar una frecuencia prevista de la tensión alterna prevista teniendo en cuenta el primer nivel de llenado y/u otros niveles de llenado, y/o el control está conformado para determinar el otro nivel de llenado del otro acumulador de energía a partir de otra frecuencia de otra tensión alterna de otro generador de tensión alterna de otra unidad de suministro de energía eléctrica.
(0018) La ventaja de esta forma de ejecución es que la frecuencia de la tensión alterna de la unidad de suministro de energía eléctrica se puede utilizar para traspasar, por ejemplo, el otro nivel de llenado del otro acumulador de energía de la otra unidad de suministro de energía eléctrica al control. Además, el control es capaz de cerrar el otro nivel de llenado de la otra unidad de suministro de energía eléctrica a partir de otra frecuencia de otra tensión alterna de otra unidad de suministro de energía eléctrica. Junto a los cables que conducen la potencia entre los suministros de energía eléctrica no son necesarios conductores adicionales de señales o datos, y tampoco ninguna línea de radiotransmisión.
(0019) En otra forma de ejecución del control, el determinador de tensión alterna prevista está conformado de tal forma que la frecuencia prevista, en general, se corresponde con la otra frecuencia, cuando la otra unidad de suministro de energía eléctrica está unida a la unidad de suministro de energía eléctrica, forma conductiva eléctricamente. En otro caso, la frecuencia prevista se determina, en general, teniendo en cuenta el primer nivel de llenado.
(0020) La ventaja de esta forma de ejecución es que el control puede sincronizar la tensión alterna de la unidad de suministro de energía eléctrica con la tensión alterna de otra unidad de suministro de energía eléctrica, siempre que ambas unidades de suministro de energía eléctrica estén unidas entre sí de forma conductiva eléctricamente. Y cuando no hay unida ninguna otra unidad de suministro de energía eléctrica, el control puede traspasar mediante la frecuencia prevista el primer nivel de llenado del primer acumulador de energía de la unidad de suministro de energía eléctrica a una carga conectada. Ciertas cargas pueden utilizar la frecuencia de la tensión alterna de la unidad de suministro de energía eléctrica para, por ejemplo, desconectar o para conectar. De este modo, el control pone a disposición a las cargas una posibilidad de optimización de la utilización de energía de la unidad de suministro de energía eléctrica.
(0021) En otra forma de ejecución del control, el determinador de tensión alterna prevista está conformado de tal modo que la frecuencia prevista, en general, se corresponde con la otra frecuencia, cuando la otra unidad de suministro de energía eléctrica, de forma conductiva eléctricamente, está unida a la unidad de suministro de energía eléctrica y cuando el otro nivel de llenado es mayor que el nivel de llenado. En cualquier otro caso, la frecuencia prevista se determina, en general, teniendo en cuenta el primer nivel de llenado.
(0022) En consecuencia, en dos unidades de suministro de energía eléctrica unidas entre sí de forma conductiva eléctricamente, el control de ambos controles, cuya unidad de suministro de energía eléctrica tiene el mayor nivel de llenado predetermina la frecuencia prevista predeterminada. Lo mismo es válido también para más de dos unidades de suministro de energía unidas entre sí de forma conductiva eléctricamente. De este modo, el control puede traspasar el valor del nivel de llenado mayor de dos o más unidades de suministro de energía eléctrica unidas entre sí eléctricamente, en forma de la correspondiente frecuencia prevista de la tensión alterna, a todos los demás controles y también a las cargas que están conectadas a las unidades de suministro de energía eléctrica unidas entre sí.
(0023) Alternativamente, también el control de ambos controles, cuya unidad de suministro de energía eléctrica tiene el nivel de llenado menor, puede predeterminar la frecuencia prevista de la tensión alterna y el control de ambos controles, cuya unidad de suministro de energía eléctrica tiene el nivel de llenado mayor, sigue la frecuencia prevista predeterminada.
(0024) En una forma de ejecución especial del control, el determinador de tensión alterna prevista puede tener en cuenta el primer nivel de llenado, de tal modo que la frecuencia prevista aumente de forma constante con el primer nivel de llenado.
(0025) De este modo, el control puede crear una compatibilidad de la unidad de suministro de energía eléctrica con las otras macro-redes o micro-redes que, en general, presentan una frecuencia de la tensión alterna que desciende con la carga de la red, de forma constante. Así, una cara de red grande se corresponde con un primer nivel de llenado pequeño, y una carga de red pequeña se corresponde con un primer nivel de llenado grande. Esto es ventajoso, especialmente, en ampliaciones de micro-redes existentes, con unidades de suministro de energía eléctrica, que presenta el control conforme a la invención.
(0026) En otra forma de ejecución especial del control, el determinador de tensión alterna previsto puede tener en cuenta el primer nivel de llenado, de manera que la frecuencia prevista, al menos, en una zona, depende linealmente del primer nivel de llenado.
(0027) La ventaja de esta forma de ejecución consiste en que es especialmente sencilla de llevar a cabo.
(0028) En otra forma de ejecución del control, el determinador de tensión alterna prevista puede tener en cuenta el primer nivel de llenado de tal forma que la frecuencia prevista en un primer nivel de llenado del 0% puede tener un
valor en el ámbito de 82% - 98% de una frecuencia nominal, especialmente, de 84% - 96% de la frecuencia nominal, en especial, de 86% - 94% de la frecuencia nominal, especialmente, de 88% - 92% de la frecuencia nominal, o muy especialmente, de 90% - 91% de la frecuencia nominal, y la frecuencia nominal puede ascender, especialmente, a 50Hz ó 60Hz.
(0029) Bajo el término de la frecuencia nominal se entiende la frecuencia que presenta, por ejemplo, una macrored durante un funcionamiento normal. La frecuencia nominal es en Europa, usualmente, 50Hz, en América del Norte asciende la frecuencia nominal a 60Hz.
(0030) Así se consigue una compatibilidad con una multitud de distintas macro-redes o micro-redes.
(0031) En otra forma de ejecución del control, el determinador de tensión alterna prevista puede tener en cuenta el primer nivel de llenado de tal modo que la frecuencia prevista en un primer nivel de llenado del 100%, en general, se corresponde con una frecuencia nominal que especialmente puede ascender a 50Hz ó 60Hz.
(0032) De este modo, se consigue una compatibilidad con una multitud de macro-redes o micro-redes distintas, especialmente, con aquéllas que tienen una frecuencia nominal de 50Hz y/o 60Hz.
(0033) En otra forma de ejecución del control, el control puede comprender un regulador de potencia máxima para una fuente de energía eléctrica de la unidad de suministro de energía eléctrica.
(0034) Un regulador de potencia máxima es un dispositivo con el cual se puede adaptar la carga eléctrica de la fuente de energía eléctrica de tal modo que se le puede retirar la mayor potencia posible a la fuente de energía eléctrica. Este tipo de regulador es conocido par el experto.
(0035) De este modo, el control puede lograr que el primer acumulador de energía se llene lo antes posible o que el primer acumulador de energía se cargue mínimamente, porque la carga con la potencia de fuente máxima de la fuente de energía, en general, se alimenta de la fuente de energía y no del primer acumulador de energía.
(0036) El regulador de potencia máxima no tiene que adaptar obligatoriamente la carga eléctrica de la fuente de energía eléctrica de tal manera que a la fuente de energía eléctrica se le retire la mayor potencia posible. También son posibles estados de funcionamiento en los que el regulador de potencia máximo se adapte a la fuente de energía eléctrica de tal modo que a la fuente de energía eléctrica se le retire una potencia menor que la potencia mayor posible, o incluso ninguna.
(0037) En una forma de ejecución especial, el control comprende adicionalmente una entrada de exceso de potencia, en la cual se puede traspasar un exceso de potencia de una fuente de energía eléctrica. De este modo, el determinador de tensión alterna previsto está conformado adicionalmente, en un primer nivel de llenado del 100%, para determinar la frecuencia prevista dependiendo del exceso de potencia.
(0038) Bajo el término exceso de potencia se entiende la potencia mayor posible de la fuente de energía eléctrica, restándole la potencia realmente desprendida. El exceso de potencia puede ser indicado también de forma relativa. Un exceso de potencia del 100% significa que la fuente de energía no desprende ninguna potencia, aunque podría hacerlo con una carga adecuada.
(0039) De este modo, el control puede traspasar a la carga de la unidad de suministro de energía eléctrica la información, de manera que se da un exceso de potencia. Ciertas cargas, que no son críticas en el tiempo, y que tiene un consumo de energía relativamente elevado, como, por ejemplo, los acumuladores de calor o también las bombas de agua que, por ejemplo, bombean agua de una fuente a una reserva situada más arriba, pueden utilizar esta información para conectarse en un exceso de potencia. Así, el control proporciona otra posibilidad para la optimización de la utilización de la energía de la unidad de suministro de energía eléctrica.
(0040) En una configuración muy especial del control, el determinador de tensión alterna prevista puede tener en cuenta el primer nivel de llenado de tal forma que la frecuencia prevista aumente de forma constante con el exceso de potencia.
(0041) Así se consigue una compatibilidad con otras macro-redes y micro-redes.
(0042) En otra forma de ejecución muy especial del control, el determinador de tensión alterna prevista puede tener en cuenta el primer nivel de llenado de tal forma que la frecuencia prevista dependa, al menos, en un ámbito linealmente del exceso de potencia.
(0043) La ventaja de esta forma de ejecución es que la misma es especialmente sencilla de llevar a cabo.
(0044) En otra forma de ejecución del control, el determinador de tensión alterna prevista puede tener en cuenta el primer nivel de llenado de tal modo que la frecuencia prevista con un primer nivel de llenado del 100%, en general, se corresponde con una frecuencia nominal, cuando el exceso de potencia es igual a cero. O bien, la frecuencia prevista, con un primer nivel de llenado del 100% puede tener un valor de más del 100% hasta el 104% de la
frecuencia nominal, cuando el exceso de potencia es máximo. La frecuencia nominal puede ascender, especialmente, a 50Hz ó 60Hz.
(0045) De este modo, se consigue una compatibilidad con otras macro-redes y micro-redes.
(0046) En otra forma de ejecución del control, el determinador de tensión alterna prevista está conformado adicionalmente para determinar un valor efectivo previsto de la tensión alterna prevista, dependiendo de una diferencia del nivel de llenado. La diferencia del nivel de llenado se calcula a partir del primer nivel de llenado menos el otro nivel de llenado.
(0047) Una diferencia del nivel de llenado, especialmente, de las unidades de suministro de energía eléctrica unidas entre sí, de forma conductiva eléctricamente, es fundamentalmente indeseada y debería ser evitada lo más posible. Para poder influenciar esta diferencia de nivel de llenado, se determina en un paso intermedio primeramente el valor efectivo previsto de la tensión alterna de la unidad de suministro de energía eléctrica. El valor efectivo previsto de la tensión alterna puede variar de distinto modo. Por ejemplo, es posible retrasar o adelantar el inicio de una media onda de la tensión alterna prevista, y/o retrasar o adelantar el final de una media onda. También es posible, por ejemplo, variar la amplitud. En una unidad de suministro de energía eléctrica con una modulación de impulsos en duración de la tensión alterna es posible variar los impulsos en duración. Así, el control pone a disposición una dimensión intermedia, es decir, el valor efectivo previsto de la tensión alterna, para poder influenciar la diferencia del nivel de llenado. Además, con esta dimensión intermedia “valor efectivo previsto” se puede reaccionar muy rápidamente a una diferencia de nivel de llenado. En una frecuencia nominal convencional de 50Hz ó 60 Hz, la duración de una media onda asciende, en general, a 10 ms, o bien, a 8.3 ms, es decir, cada 10 ms, o bien, cada 8.3 ms puede variarse el valor efectivo previsto. Una modificación significante de la diferencia del nivel de llenado dura, normalmente, algunos minutos, cuando se parte del hecho de que los sistemas de isla, normalmente, pasan a lo largo de un día (24 horas) por un ciclo de carga-descarga completo.
(0048) En una forma de ejecución preferible del control, el determinador de tensión alterna prevista está conformado adicionalmente para ajustar el valor efectivo previsto a la tensión alterna prevista de tal modo que la diferencia del nivel de llenado converge hacia cero.
(0049) De este modo, se consigue que cada uno de los acumuladores de energía individuales de un compuesto de distintas unidades de suministro de energía eléctricas tenga el mismo nivel de llenado en el estado estacionario. Esto, a su vez, conduce a que todos los acumuladores de energía se usen óptimamente, habida cuenta que todos estos, en el caso ideal, alcanzan al mismo tiempo un nivel de llenado de cero. Además, las unidades de suministro de energía eléctrica, y especialmente, los acumuladores de energía se someten a una misma carga de ciclo, y con ello, también, en general, a el mismo envejecimiento. Esto simplifica, a su vez, el mantenimiento de las unidades de suministro de energía eléctrica, habida cuenta que su fin de duración de vida puede alcanzarse al mismo tiempo, y con ello, todas las unidades de suministro de energía eléctrica o sus componentes individuales pueden ser intercambiados en el mismo momento.
(0050) Ventajosamente, el determinador de la tensión alterna prevista puede estar conformado para controlar el valor efectivo previsto de la tensión alterna prevista, de manera que la diferencia del nivel de llenado converja hacia cero. El control del valor efectivo previsto de la tensión alterna prevista puede llevarse a cabo, sin una medición de una tensión alterna, en una segunda conexión del generador de tensión alterna, y especialmente, sin una medición de un valor efectivo de la tensión alterna, en una segunda conexión del generador de la tensión alterna.
(0051) En una forma de ejecución preferible del control, el determinador de tensión alterna prevista está conformado adicionalmente para determinar el valor efectivo previsto de la tensión alterna prevista, dependiendo de una corriente desprendida por un generador de tensión alterna.
(0052) De este modo, la corriente desprendida del generador de tensión alterna puede ser ajustado o controlado dependiendo de la diferencia del nivel de llenado.
(0053) La corriente desprendida por el generador de tensión alterna fluye, preferiblemente, a través de una segunda conexión del generador de tensión alterna.
(0054) En una forma de ejecución preferible del control, el determinador de tensión alterna prevista está conformado adicionalmente para situar a cero la tensión alterna prevista para, al menos, un periodo de tensión alterna prevista, cuando dentro del generador de tensión alterna se da una sobretensión.
(0055) Esto tiene la ventaja de que, por ejemplo, en una descarga de carga, en una unidad de suministro de energía eléctrica, una corriente desprendida por el generador de tensión alterna puede ser desconectada y/o puede ser conectada de nuevo después de un cierto tiempo, desde uno o varios periodos de tensión alterna prevista.
(0056) Ventajosamente, se puede medir la tensión en un circuito intermedio dentro del generador de tensión alterna. Esto posibilita el hecho de prescindir de una medición de la tensión alterna del generador de tensión
alterna.
(0057) En otra forma de ejecución preferible del control, el determinador de tensión alterna prevista comprende adicionalmente una entrada de potencia de carga, al cual se puede trasladar una potencia de carga de una carga unida a la unidad de suministro de energía eléctrica. Además, el determinador de tensión alterna prevista comprende, especialmente, adicionalmente, una entrada de potencia del generador, al cual se puede trasladar una potencia del generador desprendida por el generador de tensión alterna de la unidad de suministro de energía eléctrica. De este modo, el determinador de tensión alterna prevista está conformado adicionalmente para determinar el valor efectivo previsto, de tal modo que la potencia del generador es mayor que la potencia de la carga, cuando el primer nivel de llenado es mayor que el otro nivel de llenado. Además, el determinador de tensión alterna prevista está conformado adicionalmente para determinar el valor efectivo previsto de tal modo que la potencia del generador es menor que la potencia de carga, cuando el primer nivel de llenado es menor que el otro nivel de llenado. Además, el determinador de tensión alterna prevista está adicionalmente conformado para determinar el valor efectivo previsto de tal modo que la potencia del generador es igual que la potencia de la carga, cuando el primer nivel de carga se corresponde con el otro nivel de llenado.
(0058) El control puede controlar la unidad de suministro de energía eléctrica de manera que la otra unidad de suministro de energía eléctrica, según su otro nivel de llenado se descargue o adicionalmente se cargue. Por ejemplo, la distribución de carga puede llevarse a cabo entre las unidades de suministro de energía eléctrica de tal modo que la unidad de suministro de energía eléctrica con un acumulador de energía con una capacidad mayor, por ejemplo, a causa de un estado de envejecimiento menor, se cargue más que una unidad de suministro de energía eléctrica con un acumulador de energía con una capacidad menor.
(0059) De este modo, se puede conseguir una distribución de la carga entre las distintas unidades de suministro de energía eléctrica unidas entre sí, de forma conductiva eléctricamente, que conduzca a que todos los niveles de llenado se igualen con el tiempo.
(0060) En otra forma de ejecución, el control comprende adicionalmente una entrada de potencia de intercambio a la cual se puede traspasar una potencia de intercambio que fluye desde la unidad de suministro de energía eléctrica a la otra unidad de suministro de energía eléctrica. Además, el control comprende, especialmente, adicionalmente, un interruptor de protección que está conformado para crear una unión conductiva eléctrica entre la unidad de suministro de energía eléctrica y loa otra unidad de suministro de energía eléctrica, y para separar la unión conductiva eléctrica cuando la potencia de intercambio es menor que cero y el primer nivel de llenado es igual o menor que un primer valor umbral del nivel de llenado predeterminado, o bien, cuando la potencia de intercambio es mayor que cero y el primer estado de llenado es igual o menor que un segundo valor umbral de nivel de llenado.
(0061) La ventaja de esta forma de ejecución consiste en las distintas posibilidades de protección para la unidad de suministro de energía eléctrica, especialmente, para su acumulador de energía. Por un lado, esta forma de ejecución ofrece una protección ante la descarga total. Por otro lado, la carga se protege de la otra unidad de suministro de energía eléctrica, en el caso de que la otra unidad de suministro de energía eléctrica tome la potencia durante un tiempo prolongado de la unidad de suministro de energía eléctrica, y que al hacerlo alcance un primer valor umbral del nivel de llenado o se quede por debajo del mismo.
(0062) Otra ventaja consiste en una posibilidad de protección para la otra unidad de suministro de energía eléctrica, de modo que la otra unidad de suministro de energía eléctrica se protege, por ejemplo, ante una carga defectuosa de la unidad de suministro de energía eléctrica.
(0063) Después de solucionar el fallo, el interruptor de protección puede ser conectado de nuevo manualmente o puede ser desbloqueado por el control para la conexión.
(0064) En otra forma de ejecución, el control comprende adicionalmente un indicador óptico y/o acústico, que está conformado para emitir una señal de aviso, cuando la conexión conductiva eléctrica entre la unidad de suministro de energía eléctrica y la otra unidad de suministro de energía eléctrica se ha separado por el interruptor de protección.
(0065) Mediante el indicador óptico y/o acústico es sencillo para un operario identificar el control afectado por un apagado de la protección. De este modo, el mismo tiene un apoyo para la búsqueda del error y para la solución del error.
(0066) En otra forma de ejecución, el interruptor de protección está configurado de manera que el primer valor umbral del nivel de llenado predeterminado es mayor que el segundo valor umbral del nivel de llenado predeterminado.
(0067) De este modo, se consigue que se inicie la protección de un compuesto de otras unidades de suministro de energía eléctrica, ya en el momento en que hay un primer nivel de llenado elevado de la unidad de suministro de energía eléctrica, que la protección de la unidad de suministro de energía eléctrica antes del compuesto de las otras unidades de suministro de energía eléctrica.
(0068) En otra forma de ejecución, el determinador de tensión alterna prevista está conformado para determinar una frecuencia prevista según una frecuencia nominal de una red de suministro eléctrico pública, en el caso de que la unidad de suministro de energía eléctrica, de forma conductiva eléctricamente, esté unida a la red de suministro eléctrico pública.
(0069) Aun cuando el control conforme a la invención puede controlar a la unidad de suministro de energía eléctrica sin unión a una red de suministro eléctrico pública (macro-red), es posible una unión y una sincronización de la unidad de suministro de energía eléctrica a una red de suministro eléctrico pública. De este modo, se puede poner a disposición adicionalmente energía eléctrica para, por ejemplo, aumentar el primer nivel de llenado del primer acumulador de energía. O bien, la unidad de suministro de energía eléctrica puede dar energía a la red de suministro eléctrico pública. La unión de la unidad de suministro de energía eléctrica a la red de suministro eléctrico pública se lleva a cabo de manera que el flujo de energía es posible desde la red de suministro eléctrico pública hacia la unidad de suministro de energía eléctrica, o al revés.
(0070) En otra forma de ejecución, el control comprende adicionalmente un acumulador de datos para almacenar los datos de funcionamiento de la unidad de suministro de energía eléctrica.
(0071) En referencia a los datos de funcionamiento de la unidad de suministro de energía se puede tratar de los datos de los componentes individuales de la unidad de suministro de energía eléctrica como, por ejemplo, la potencia de la fuente, el exceso de la potencia, el primer nivel de llenado, la potencia de carga, la potencia de intercambio y/o la potencia del generador. A los datos de funcionamiento de la unidad de suministro de energía pertenece también el otro nivel de llenado, que se traspasa desde la otra unidad de suministro de energía eléctrica al control.
(0072) En referencia a la potencia de la fuente se trata de la potencia desprendida por la fuente de energía eléctrica de la unidad de suministro de energía eléctrica.
(0073) El acumulador de datos posibilita una valoración posterior u otra utilización de los datos de funcionamiento almacenados. Ello es ventajoso en relación con una optimización del control.
(0074) En una forma de ejecución ventajosa, el control comprende adicionalmente una unidad de pronóstico para pronosticar un primer nivel de llenado futuro y/u otro nivel de llenado futuro.
(0075) Teniendo el conocimiento de primer nivel de llenado futuro y/o del otro nivel de llenado futuro, se pueden realizar otras optimizaciones en el funcionamiento del control conforme a la invención, como se muestra a continuación.
(0076) En otra forma de ejecución ventajosa del control, la unidad de pronóstico utiliza los datos de funcionamiento del acumulador de datos para pronosticar el primer nivel de llenado futuro y/o del otro nivel de llenado futura.
(0077) Especialmente, en modelos de funcionamiento que siempre se repiten es ventajoso utilizar datos de funcionamiento del pasado que fueron almacenados en un acumulador para el pronóstico del primer nivel de llenado futuro. De este modo, se puede conseguir una exactitud y una fiabilidad especialmente grandes. En la utilización de los datos de funcionamiento del acumulador de datos se pueden usar también algoritmos de aprendizaje, como, por ejemplo, redes neuronales.
(0078) El control puede estar conformado también para reconocer los modelos de carga predeterminados y para tenerlos en cuenta en la determinación de la frecuencia prevista.
(0079) En otra forma de ejecución, el control comprende adicionalmente una unidad de transmisión para transmitir los datos de funcionamiento, especialmente, los datos de funcionamiento de un acumulador de datos, a un banco de datos y/o a un ordenador externo.
(0080) La ventaja de la transmisión de datos de funcionamiento al banco de datos externo y/o al ordenador externo es que el ordenador y/o el banco de datos pueden llevar a cabo otras evaluaciones y/u otro procesamiento de los datos de funcionamiento como, por ejemplo, una emisión de factura.
(0081) En una forma de ejecución especialmente ventajosa del control, el determinador de tensión alterna prevista está conformado adicionalmente para determinar la tensión alterna prevista teniendo en cuenta un primer nivel de llenado futuro y/u otro nivel de llenado futuro.
(0082) Así, se puede mejorar el aprovechamiento del primer acumulador de energía de la unidad de suministro de energía eléctrica, habida cuenta que se usan, no los niveles de llenado actuales, sino los niveles de llenado futuros pronosticados, durante el control de la unidad de suministro de energía eléctrica.
(0083) Otro aspecto de la invención presente hace referencia a una unidad de suministro de energía eléctrica que comprende un control conforme a la invención, un primer acumulador de energía y un generador de tensión alterna con una primera conexión y una segunda conexión. La primera conexión del generador de tensión alterna está
unida, de forma conductiva eléctricamente, al primer acumulador de energía. El generador de tensión alterna está conformado para crear una tensión alterna correspondiente a la tensión alterna prevista en la segunda conexión. (0084) Bajo el término acumulador de energía se entiende un acumulador para la energía eléctrica.
(0085) Bajo el término generador de tensión alterna se entiende todo convertidor que pueda crear una tensión alterna.
(0086) Los valores nominales para la tensión alterna pueden ser, por ejemplo, de 120V/60Hz y/o de 230V/50Hz. (0087) El rendimiento de la duración del generador de tensión alterna puede estar en el ámbito de 1W hasta 1MW, especialmente, de 10W hasta 10KW, en especial, de 100W hasta 500W, y muy especialmente, de 200W - 300W. (0088) La unidad de suministro de energía eléctrica conforme a la invención puede proporcionar una tensión alterna, también sin conexión a una red de suministro eléctrico pública (macro-red), que fundamentalmente se corresponde con una tensión alterna de una red de suministro eléctrico pública.
(0089) La unidad de suministro de energía eléctrica conforme a la invención puede ser instalada fácilmente e incluso por una persona no experta. Además, la unidad de suministro de energía eléctrica puede estar unida por el lado de la tensión alterna, por ejemplo, a su segunda conexión, con una o varias otras unidades de suministro de energía eléctrica, de forma conductiva eléctricamente, de manera que un compuesto se puede ampliar de cualquier modo, desde una única unidad de suministro de energía eléctrica hasta un número cualquiera, ilimitado de unidades de suministro de energía.
(0090) En otra forma de ejecución de la unidad de suministro de energía eléctrica el primer acumulador de energía puede presentar una tensión que, en general, es una tensión continua.
(0091) Esto puede facilitar la interacción con otros componentes de la unidad de suministro de energía eléctrica, cuando la misma trabaja también con tensiones continuas.
(0092) En otra forma de ejecución de la unidad de suministro de energía eléctrica, el primer acumulador de energía es un acumulador de energía electroquímico.
(0093) Los acumuladores de energía electroquímicos están disponibles comercialmente en gran número para distintas condiciones de empleo, y por ello, se pueden emplear en la unidad de suministro de energía eléctrica, con ventajas económicas.
(0094) En otra forma de ejecución de la unidad de suministro de energía eléctrica, el primer acumulador de energía es una pila de combustible.
(0095) Habida cuenta que las pilas de combustible son no contaminantes, y normalmente, no tienen necesidad de mantenimiento, ventajosamente, pueden emplearse en la unidad de suministro de energía eléctrica. Siempre que esté presente el combustible, que necesita la pila de combustible durante el funcionamiento, se puede partir de un primer nivel de llenado del 100%.
(0096) En otra forma de ejecución de la unidad de suministro de energía eléctrica, el primer acumulador de energía se puede volver a cargar.
(0097) Esto es especialmente ventajoso, cuando la unidad de suministro de energía eléctrica dispone de una fuente de energía, cuya energía eléctrica puede ser almacenada entonces en el primer acumulador de energía. (0098) En otra forma de ejecución de la unidad de suministro de energía eléctrica presenta el primer acumulador de energía una o varias baterías primarias del tipo Li-ion, Li-polímero, Li-manganeso, Li-fosfato de hierro, Ll-aire, Li-titanato, Li-azufre, Na-NiCI, Na-S, Na-ion, Ni-Cd, Ni-Fe, Ni-H2, Ni-MH, Ni-ZN y/o plomo.
(0099) Las baterías primarias del tipo mencionado arriba pueden emplearse ventajosamente, porque se producen en un número mayor y son económicamente atractivas.
(0100) En otra forma de ejecución de la unidad de suministro de energía eléctrica, el primer acumulador de energía es una batería de plomo que no necesita mantenimiento y/o apenas lo necesita.
(0101) Las baterías de plomo son producidas especialmente en grandes cantidades y en una gran multitud de variantes, especialmente, también para cargas cíclicas, por lo cual las mismas son especialmente ventajosas para el empleo en la unidad de suministro de energía eléctrica conforme a la invención. Además, existen normas para las baterías de plomo, de manera que la especificación es especialmente sencilla y también están disponibles las baterías de plomo de sustitución.
(0102) Con las baterías de plomo sin necesidad de mantenimiento o que apenas precisan mantenimiento, por
ejemplo, con baterías de plomo reguladas por válvula y/o baterías de plomo cerradas del tipo SLA (en inglés: "sealed lead acid": sellada de plomo ácido) los costes de mantenimiento de la unidad de suministro de energía eléctrica se reducen.
(0103) Las baterías de plomo con electrodos OPzS pueden emplearse, porque tienen una duración de vida comparativamente larga, y por ello, son especialmente económicas.
(0104) En otra forma de ejecución de la unidad de suministro de energía eléctrica presenta el primer acumulador de energía un número de 3-24, especialmente 4, 6, 8, 10, 12 ó 20 baterías primarias conectadas en serie.
(0105) De este modo, se puede conseguir un ajuste de la tensión a los requerimientos del generador de tensión alterna y/o de la fuente de energía eléctrica.
(0106) En otra forma de ejecución, la unidad de suministro de energía eléctrica puede comprender además un determinador del nivel de llenado para determinar un primer nivel de llenado del primer acumulador de energía. (0107) De este modo se posibilita la unidad de suministro de energía eléctrica independientemente de un traspaso del primer nivel de llenado de otro modo o de otra manera. Los determinadores del nivel de llenado son conocidos por una multitud de acumuladores de energía, especialmente, por baterías de plomo.
(0108) En otra forma de ejecución de la unidad de suministro de energía eléctrica, el determinador del nivel de llenado está conformado para que, durante la determinación del primer nivel de llenado, se tengan en cuenta uno o varios datos de funcionamiento del primer acumulador de energía.
(0109) Mediante ello, la exactitud del determinador del nivel de llenado puede ser mejorado.
(0110) En otra forma de ejecución de la unidad de suministro de energía eléctrica, los datos de funcionamiento del primer acumulador de energía pueden ser elegidos del grupo: tensión eléctrica del primer acumulador de energía, balance de corriente del primer acumulador de energía, temperatura del primer acumulador de energía, resistencia interior del primer acumulador de energía y/o concentración de electrolito del primer acumulador de energía.
(0111) Cuando el determinador del nivel de llenado tiene en cuenta los datos de funcionamiento mencionados arriba del primer acumulador de energía, su exactitud puede ser mejorada aún más.
(0112) En otra forma de ejecución, la unidad de suministro de energía eléctrica comprende además una fuente de energía eléctrica que se puede unir al primer acumulador de energía, de forma conductiva eléctricamente.
(0113) Con una fuente de energía, se puede prolongar el tiempo en que la unidad de suministro de energía eléctrica puede desprender una energía eléctrica.
(0114) En otra forma de ejecución de la unidad de suministro de energía eléctrica, la fuente de energía eléctrica puede presentar y/o crear una tensión eléctrica que, en general, es una tensión continua.
(0115) Esto puede simplificar la interacción con otros componentes de la unidad de suministro de energía eléctrica, cuando ésta trabaja también con tensión continua.
(0116) En otra forma de ejecución de la unidad de suministro de energía eléctrica, la fuente de energía eléctrica se puede hacer funcionar con energías regenerativas.
(0117) Mediante ello, la fuente de energía, y con ello, también la unidad de suministro de energía eléctrica son independientes de la presencia y/o de la entrega de, por ejemplo, combustibles fósiles.
(0118) En otra forma de ejecución de la unidad de suministro de energía eléctrica, las energías regenerativas pueden seleccionarse del grupo: energía del sol, energía del viento, fuerza del agua, energía del mar, calor de tierra y/o energía energética.
(0119) Se puede disponer fácilmente de los grupos mencionados arriba de las energías regenerativas, y por ello, se pueden utilizar ventajosamente por una fuente de energía eléctrica de la unidad de suministro de energía eléctrica de la unidad de suministro de energía eléctrica conforme a la invención.
(0120) En otra forma de ejecución de la unidad de suministro de energía eléctrica, la fuente de energía eléctrica es un panel solar fotovoltaico.
(0121) Los paneles solares fotovoltaicos están disponibles en una gran variedad comercialmente, son atractivos económicamente, tienen una duración de vida larga y no precisan mantenimiento.
(0122) En otra forma de ejecución, la unidad de suministro de energía eléctrica comprende adicionalmente un transformador de tensión, que está unido eléctricamente, por el lado de la entrada, a la fuente de energía eléctrica
y, por el lado de la salida, al primer acumulador de energía.
(0123) De este modo, se puede conseguir una adaptación de la tensión de la fuente de energía eléctrica a la tensión del primer acumulador de energía. Además, con el transformador de tensión se puede ajustar, por ejemplo, un punto de funcionamiento de la fuente de energía eléctrica.
(0124) En otra forma de ejecución de la unidad de suministro de energía eléctrica, el transformador de tensión es un transformador de tensión continua.
(0125) Esto puede simplificar la interacción con otros componentes de la unidad de suministro de energía eléctrica, cuando ésta trabaja también con tensiones continuas.
(0126) En otra forma de ejecución de la unidad de suministro de energía eléctrica, el transformador de tensión está conformado de tal modo que una potencia de fuente que se puede desprender de la fuente de energía eléctrica puede ser máxima.
(0127) La potencia de fuente que se puede desprender de una fuente de energía eléctrica puede ser máxima, por ejemplo, en el momento en que un ajustador de potencia máxima del control controla y/o ajusta al transformador de tensión.
(0128) De este modo, se puede conseguir que el primer acumulador de energía se llene lo antes posible o que el primer acumulador de energía se cargue lo mínimo posible, porque la carga en una potencia de fuente máxima, en general, se alimenta de la fuente de energía y no del primer acumulador de energía.
(0129) En otra forma de ejecución de la unidad de suministro de energía eléctrica, el generador de tensión alterna está conformado exclusivamente para un flujo de energía unidireccional desde la primera conexión hacia la segunda conexión.
(0130) Mediante esto, el generador de tensión alterna es sencillo y económico en su producción.
(0131) En otra forma de ejecución de la unidad de suministro de energía eléctrica, el generador de tensión alterna es un transformador de tensión alterna de tensión continua.
(0132) Mediante esto, el generador de tensión alterna es especialmente sencillo y económico en su producción. (0133) En otra forma de ejecución de la unidad de suministro de energía eléctrica, el transformador de tensión alterna de tensión continua presenta un convertidor elevador.
(0134) Un convertidor elevador es un dispositivo para elevar una tensión continua y se denomina también transformador elevador.
(0135) De este modo, se pueden equilibrar las oscilaciones de la tensión del primer acumulador de energía y/o de la tensión alterna del generador de tensión alterna.
(0136) En otra forma de ejecución de la unidad de suministro de energía eléctrica el transformador de tensión alterna de tensión continua presenta un ondulador con un transformador.
(0137) De este modo, se puede garantizar una división galvánica entre, por un lado, la fuente de energía eléctrica y el primer acumulador de energía, así como, por otro lado, la tensión alterna en la segunda conexión del generador de tensión alterna, lo cual contribuye a la seguridad de la unidad de suministro de energía eléctrica.
(0138) En otra forma de ejecución de la unidad de suministro de energía eléctrica se puede unir la segunda conexión a una carga.
(0139) Una o varias cargas pueden ser unidas directamente a la unidad de suministro de energía eléctrica, lo cual no sólo es práctico, sino también reduce el esfuerzo de instalación, pues la unidad de suministro de energía eléctrica se puede situar fundamentalmente de forma descentralizada, es decir también directamente junto a la carga.
(0140) En otra forma de ejecución, la unidad de suministro de energía eléctrica comprende adicionalmente un aparato de carga que, por el lado de la entrada, se puede unir a una red de suministro eléctrica, y por el lado de la salida, está unido al primer acumulador de energía.
(0141) El aparato de carga ofrece la ventaja de que el primer acumulador de energía no sólo se puede cargar de la fuente de energía, sino también de una red de suministro eléctrico pública, siempre que ésta esté conectada a la unidad de suministro de energía eléctrica.
(0142) En otra forma de ejecución de la unidad de suministro de energía eléctrica, el aparato de carga se puede
unir, por el lado de la entrada, a la segunda conexión del generador de tensión alterna (50).
(0143) Siempre que la unidad de suministro de energía eléctrica esté unida a otra unidad de suministro de energía eléctrica, de forma conductiva eléctricamente, mediante lo cual surge una red de isla, como se explica más abajo, el aparato de carga puede tomar energía eléctrica de la red de isla y almacenarla en un primer acumulador de energía, mediante lo cual el primer nivel de llenado puede aumentarse. Una energía correspondiente a la energía tomada puede alimentarse, por ejemplo, de la otra unidad de suministro de energía eléctrica en la red de isla. La energía alimentada puede provenir tanto de una fuente de energía eléctrica de la otra unidad de suministro de energía eléctrica como también de una red de suministro eléctrica pública que, por ejemplo, está unida a la otra unidad de suministro de energía eléctrica. Así, el primer nivel de llenado del primer acumulador de energía de la unidad de suministro de energía eléctrica puede aumentarse también cuando la unidad de suministro de energía eléctrica no dispone de ninguna fuente de energía eléctrica propia.
(0144) En otra forma de ejecución, la unidad de suministro de energía eléctrica comprende adicionalmente una resistencia interior que está dimensionada de tal modo que la tensión alterna, con una potencia nominal de la unidad de suministro de energía eléctrica, está en el ámbito de 90%-98% de la tensión nominal, en especial, en el ámbito de 90%-95% de la tensión nominal, y muy especialmente, en el ámbito de 90%-92% de la tensión nominal.
(0145) Esto posibilita una división de carga pasiva entre varias de las unidades de suministro de energía eléctrica, que están unidas entre sí, de forma conductiva eléctricamente. Al mismo tiempo, los ámbitos de tensión fijados por las normas pertinentes se han de mantener, como, por ejemplo, la tensión nominal ±10%.
(0146) La resistencia interior puede simularse, por ejemplo, mediante el hecho de que un valor efectivo de la tensión alterna se controle dependiendo de una corriente desprendida por el generador de tensión alterna. Esto tiene la ventaja de que el grado de efectividad de la unidad de suministro de energía eléctrica es muy bueno, aunque la resistencia interior observada en la segunda conexión es relativamente grande.
(0147) En otra forma de ejecución, la unidad de suministro de energía eléctrica comprende además una carcasa apilable.
(0148) De este modo, es especialmente sencilla y ahorra espacio la instalación o la colocación en un lugar de varias unidades de suministro de energía eléctrica, conforme a la invención.
(0149) En especial, la carcasa presenta, en la zona de un lado inferior y/o de un lado superior, una estructuración, especialmente, al menos, un saliente, un ahondamiento y/o una escotadura. El lado inferior es especialmente una superficie vertical de la carcasa de la unidad de suministro de energía, que, especialmente, está prevista para la orientación horizontal. El lado superior es normalmente un lado coplanar respecto al lado inferior de la carcasa.
(0150) Semejantes estructuraciones pueden actuar contra un deslizamiento de la carcasa sobre una zona del suelo. Además, mediante ello, se puede conseguir un apilamiento seguro de varias unidades de suministro de energía eléctrica.
(0151) De forma especialmente preferible, en el lado inferior de la carcasa existe, al menos, una estructuración y en el lado superior existe, al menos, otra estructuración. Al menos una estructuración en el lado inferior está conformada ventajosamente de forma complementaria a, al menos, una estructuración en el lado superior. Esto es así, especialmente, de manera que, al apilar dos unidades de suministro de energía eléctrica, al menos, una estructuración, por ejemplo, un saliente, en el lado superior de la carcasa de la unidad de suministro de energía eléctrica encaja en, al menos, una estructuración, por ejemplo, un ahondamiento, en el lado inferior de la carcasa de la otra unidad de suministro de energía eléctrica.
(0152) Gracias a esto, se pueden apilar las unidades de suministro de energía eléctrica de un modo especialmente definido y estable.
(0153) Además, la invención presente hace referencia a un sistema de suministro de energía eléctrica que comprende una unidad de suministro de energía eléctrica conforme a la invención y, al menos, otra unidad de suministro de energía eléctrica conforme a la invención, y la unidad de suministro de energía eléctrica y la otra unidad de suministro de energía eléctrica están unidas entre sí, de forma conductiva eléctricamente. Especialmente, la otra unidad de suministro de energía eléctrica es una unidad de suministro de energía eléctrica conforme a la invención.
(0154) Con un sistema de suministro de energía eléctrica conforme a la invención se puede formar cualquier sistema de isla (micro-redes), sin que sea necesario otro diseño anterior específico para una aplicación. El sistema de isla formado por un sistema de suministro de energía eléctrica conforme a la invención puede crecer de acuerdo con los requerimientos, es decir, se pueden evitar costes de inversión elevados innecesarios. En cada ampliación, con las unidades de suministro de energía eléctrica conforme a la invención, se pueden utilizar todas las unidades de suministro de energía eléctrica existentes hasta ahora. Así, cada ampliación puede llevarse a cabo en un lugar cualquiera y puede llevarse a cabo de forma descentralizada. Es posible también unir entre sí los sistemas de isla que, primeramente, trabajan separados en un momento puntual posterior cualquiera, y así, cerrarlo en un sistema
de isla mayor. Un sistema de isla, o bien, un sistema de suministro de energía eléctrico conforme a la invención es muy flexible y económico en todos los aspectos. Además, la avería de una unidad de suministro de energía eléctrica del sistema de suministro de energía eléctrico no conlleva la avería de todo el sistema de suministro de energía eléctrico, mediante lo cual se consigue una fiabilidad y una disponibilidad extremadamente elevada.
(0155) Las unidades de suministro de energía eléctrica de un sistema de suministro de energía eléctrico pueden ser unidas a través de las segundas conexiones del generador de tensión alterna de las unidades de suministro de energía eléctrica, de forma conductiva eléctricamente.
(0156) En otra forma de ejecución del sistema de suministro de energía eléctrica, la unidad de suministro de energía eléctrica y la otra unidad de suministro de energía eléctrica están unidas entre sí de forma paralela eléctricamente.
(0157) De este modo, la instalación de un sistema de suministro de energía eléctrica conforme a la invención es especialmente sencilla.
(0158) Igualmente es objeto de la invención un método para controlar una unidad de suministro de energía eléctrica conforme a la invención que comprende los pasos: a) determinar una tensión alterna prevista teniendo en cuenta un primer nivel de llenado de un primer acumulador de energía de la unidad de suministro de energía eléctrica y/u otro nivel de llenado de otro acumulador de energía de otra unidad de suministro de energía eléctrica, y b) traspaso de la tensión alterna prevista a un generador de tensión alterna de la unidad de suministro de energía eléctrica.
(0159) El control, así como la unidad de suministro de energía eléctrica están definidas, especialmente, como se describió anteriormente. Especialmente, con el método conforme a la invención se llevaron a cabo los pasos del método y/o las funciones descritas en relación con el control y el modo de función de la unidad de suministro de energía eléctrica.
(0160) Con el método conforme a la invención para controlar una unidad de suministro de energía eléctrica es posible controlar una multitud de unidades de suministro de energía eléctrica sin un control central.
(0161) A partir de la descripción en detalle siguiente y del conjunto de las reivindicaciones de la patente resultan otras formas de ejecución ventajosas y combinaciones de características de la invención.
Descripción breve de los dibujos
(0162) Los dibujos usados para la explicación de los ejemplos de ejecución muestran:
Fig. 1 un control conforme a la invención,
Fig. 2 una dependencia de la frecuencia prevista del primer nivel de llenado,
Fig. 3 una dependencia de la frecuencia prevista del exceso de potencia,
Fig. 4 una dependencia del valor efectivo previsto de la diferencia del nivel de llenado,
Fig. 5 un control ampliado,
Fig. 6 una unidad de suministro de energía eléctrica conforme a la invención,
Fig. 7 una primera unidad de suministro de energía eléctrica ampliada,
Fig. 8 una segunda unidad de suministro de energía eléctrica ampliada,
Fig. 9 un generador de tensión alterna que presenta un convertidor elevador y un ondulador con transformador, Fig. 10 un sistema de suministro de energía eléctrica,
Fig. 11 una carcasa de la unidad de suministro de energía eléctrica.
(0163) Fundamentalmente, en las Figuras, los elementos están provistos de las mismas cifras de referencia.
Método para la ejecución de la invención
(0164) La Fig. 1 muestra un control conforme a la invención (10) para una unidad de suministro de energía eléctrica. En el funcionamiento, el control (10) está unido a la unidad de suministro de energía eléctrica mediante una unión de señal, de manera que los datos de funcionamiento del control (10) se pueden traspasar a la unidad de suministro de energía eléctrica, y viceversa. La unión de señal del control (10) con la unidad de suministro de energía eléctrica no está prevista para traspasar energía eléctrica en una cantidad que sobrepase los requerimientos de un traspaso de señales de datos. La unión de señal del control (10) a la unidad de suministro de energía eléctrica puede llevarse a cabo en forma de conductos de señal, ópticamente o por radiotransmisión. El control (10) presenta una primera entrada del nivel de llenado (11), en la cual, durante el funcionamiento, se traspasa un primer nivel de llenado (41) de un primer acumulador de energía de la unidad de suministro de energía eléctrica. En otra entrada del nivel de llenado (12) del control (10) se traspasa otro nivel de llenado (141) de otro acumulador de energía opcional de otra unidad de suministro de energía eléctrica. Además, el control (10) presenta un determinador de tensión alterna prevista (13) con una salida de tensión alterna prevista (15). Ambas entradas del control (10), la primera entrada de nivel de llenado (11) y la otra entrada de nivel de llenado (12) están unidas al determinador de tensión alterna prevista (13). La salida de la tensión alterna prevista (15), durante el
funcionamiento, está unida a un generador de tensión alterna de la unidad de suministro de energía eléctrica, de manera que una tensión alterna prevista (14) determinada por el determinador de tensión alterna prevista (13) se traslada al generador de tensión alterna. El determinador de tensión alterna prevista (13) determina la tensión alterna prevista (14), teniendo en cuenta el primer nivel de llenado (41) y/o el otro nivel de llenado (141). El generador de tensión alterna produce, durante el funcionamiento, una tensión alterna que se corresponde con la tensión alterna prevista (14), que está a disposición para una carga unida a la unidad de suministro de energía eléctrica.
(0165) La Fig. 2 muestra una forma de ejecución en un estado de funcionamiento, en el cual el determinador de tensión alterna prevista (13) determina una frecuencia prevista (16) de la tensión alterna prevista (14) dependiendo del primer nivel de llenado (41). La Fig. 2 muestra, por ejemplo, valores para una frecuencia nominal de 50Hz. En una frecuencia nominal de 60Hz (no mostrado) se han de extrapolar los valores del ejemplo de 50Hz, por ejemplo, linealmente. En una frecuencia nominal de 50Hz y un primer nivel de llenado del 0%, el determinador de tensión alterna prevista (13) determina una tensión alterna prevista (14) con una frecuencia prevista (16) de 45.5Hz. En un primer nivel de llenado (41) del 100%, el determinador de tensión alterna prevista (13) determina una tensión alterna prevista (14) con una frecuencia prevista (16) de 50Hz, lo cual se corresponde con la frecuencia nominal. La frecuencia prevista (16) aumenta de forma continua y lineal con el primer nivel de llenado (41).
(0166) La Fig. 3 muestra una forma de ejecución en un estado de funcionamiento, en el cual el determinador de la tensión alterna prevista (13), con un nivel de llenado del 100%, determina la frecuencia prevista (16) de la tensión alterna prevista (14) dependiendo de un exceso de potencia (81). La Fig. 3 muestra, a modo de ejemplo, valores para una frecuencia nominal de 50Hz. Con una frecuencia nominal de 60Hz (no mostrado) los valores del ejemplo de 50Hz se han de extrapolar, por ejemplo, linealmente. Con una frecuencia nominal de 50Hz y un exceso de potencia (81) del 0%, el determinador de tensión alterna prevista (13) determina una tensión alterna prevista (14) con una frecuencia prevista (16) de 50Hz, lo cual se corresponde, a su vez, con la frecuencia nominal. Con un exceso de potencia (81) del 100%, el determinador de tensión alterna prevista (13) determina una tensión alterna prevista (14) con una frecuencia prevista (16) de 52Hz. La frecuencia prevista (16) aumenta de forma continua y lineal con el exceso de potencia (81).
(0167) La dependencia mostrada en la Fig. 2 de la frecuencia prevista (16) del primer nivel de llenado (41), y la dependencia mostrada en la Fig. 3 de la frecuencia prevista (16) del exceso de potencia (81) (con un nivel de llenado del 100%) se usará, especialmente, entonces por el determinador de tensión alterna prevista (13) cuando la unidad de suministro de energía eléctrica con el control (10) conforme a la invención esté unida durante el funcionamiento sólo a una carga, pero no a otra unidad de suministro de energía eléctrica y tampoco a una red de suministro eléctrico pública. En este estado de funcionamiento, un valor efectivo previsto de la tensión alterna prevista (14) se determina por el determinador de tensión alterna prevista (13) de tal modo que la potencia desprendida por la unidad de suministro de energía eléctrica, en general, cubre la carga unida a la unidad de suministro de energía eléctrica.
(0168) Al contrario que la unión de señal entre el control (10) y la unidad de suministro de energía eléctrica, en relación con la unión conductiva eléctrica entre la unidad de suministro de energía eléctrica y una carga unida a la anterior se trata de una unión de energía, que está prevista para transmitir energía eléctrica. Igualmente, la unión entre la unidad de suministro de energía eléctrica y la otra unidad de suministro de energía eléctrica, o en general, entre las unidades de suministro de energía eléctrica es siempre una unión de energía. Una unión de energía puede ser utilizada además de para la transmisión de energía, también para la transmisión de señales de datos.
(0169) Cuando adicionalmente existe otra unidad de suministro de energía eléctrica, no es obligatorio que ambos acumuladores de energía de ambas unidades de suministro de energía eléctrica tengan el mismo nivel de llenado. Puede ser que el primer nivel de llenado (41) del primer acumulador de energía eléctrica de la unidad de suministro de energía eléctrica sea distinta del otro nivel de llenado (141) del otro acumulador de energía de la otra unidad de suministro de energía eléctrica. En consecuencia, también puede ser que ambos determinadores de la tensión alterna prevista determinen distintas frecuencias previstas para ambas unidades de suministro de energía eléctrica, por ejemplo, determina el determinador de tensión alterna prevista (13) del control (10) de la unidad de suministro de energía eléctrica una frecuencia prevista (16) que es distinta de la otra frecuencia prevista de la otra unidad de suministro de energía eléctrica. Si ahora se unieran entre sí semejantes unidades de suministro de energía eléctrica, que trabajan con distintas frecuencias previstas, de forma conductiva eléctricamente, por ejemplo, en forma de una conexión paralela, se produciría un estado de funcionamiento indeseado. Para evitar esto, se sincroniza una unidad de suministro de energía eléctrica con la otra unidad de suministro de energía eléctrica. Por ejemplo, el control (10) está conformado para determinar el otro nivel de llenado del otro acumulador de energía, a partir de otra frecuencia de otra tensión alterna de otro generador de tensión alterna de la otra unidad de suministro de energía eléctrica. De este modo, el control (10) de la unidad de suministro de energía eléctrica de la otra tensión alterna del otro generador de tensión alterna de la otra unidad de suministro de energía eléctrica está unida mediante una unión de señal. La tensión alterna del generador de tensión alterna de la unidad de suministro de energía eléctrica está en ese momento no está sin embargo todavía unida con la otra tensión alterna del otro generador de tensión alterna de la otra unidad de suministro de energía eléctrica a través de una unión de energía, de manera que se evita el estado de funcionamiento indeseado. Ahora determina el determinador de tensión alterna prevista (13) la frecuencia prevista (16) dependiendo del otro nivel de llenado (141). La unidad de suministro de energía eléctrica produce en consecuencia ahora una tensión alterna con una frecuencia que, en
general, coincide con la otra frecuencia de la otra tensión alterna de la otra unidad de suministro de energía eléctrica. Ahora se pueden unir entre sí también ambas tensiones alternas de ambos generadores de tensión alterna a través de una unión de energía, de forma conductiva eléctricamente, por ejemplo, en forma de una conexión paralela, sin que surja el estado de funcionamiento indeseado.
(0170) El control (10) conforme a la invención garantiza en todo momento, que los pasajes por cero de las tensiones alternas se lleven a cabo con la misma frecuencia al mismo tiempo.
(0171) La Fig. 4 muestra una forma de ejecución en un estado de funcionamiento, en el cual un valor efectivo previsto (19) de la tensión alterna prevista (14) se determine dependiendo de la diferencia del nivel de llenado (20), y la diferencia del nivel de llenado (20) se calcula a partir del primer nivel de llenado (41) menos el otro nivel de llenado (141). Este estado de funcionamiento puede darse cuando la unidad de suministro de energía eléctrica está unida a otra unidad de suministro de energía eléctrica, a través de una unión de energía, de forma conductiva eléctricamente, por ejemplo, en forma de una conexión paralela de la unidad de suministro de energía eléctrica con la otra unidad de suministro de energía eléctrica. En el caso excepcional de que la diferencia del nivel de llenado (20) sea igual a cero (punto de corte de los ejes en la Fig. 4), el valor efectivo previsto (19) de la tensión alterna prevista se determina de tal forma, como se describió ya arriba, que la potencia desprendida por cada unidad de suministro de energía eléctrica, en general, cubre a la carga unida a la respectiva unidad de suministro de energía eléctrica. En el caso de que la diferencia del nivel de llenado (20) tenga un valor positivo, es decir, el primer nivel de llenado (41) es mayor que el otro nivel de llenado (141), el valor efectivo previsto (19) de la tensión alterna prevista de la unidad de suministro de energía eléctrica aumenta (mitad derecha de la Fig. 4), y siempre que las cargas no varíen, el otro valor efectivo previsto de la otra tensión alterna prevista de la otra unidad de suministro de energía eléctrica se reducen correspondientemente (véase la mitad izquierda de la Fig. 4). En consecuencia, la unidad de suministro de energía eléctrica se carga adicionalmente con el nivel de llenado mayor y la unidad de suministro de energía eléctrica se descarga con el nivel de llenado más pequeño. Las unidades de suministro de energía eléctrica se comportan, por así decirlo, solidariamente. Esto conlleva que se produzca una disminución acelerada del primer nivel de llenado (mayor) (41) mientras que el otro nivel de llenado (menor) (141) se reduce menos rápidamente, o no se reduce en absoluto, o incluso aumenta, hasta que ambos niveles de llenado son iguales. La diferencia del nivel de llenado disminuye con el tiempo, hasta que finalmente es igual a cero. Así, el otro control de la otra unidad de suministro de energía se comporta como si estuviese unida sólo a una carga, pero no a otra unidad de suministro de energía y modifica su otra frecuencia prevista según su otro nivel de llenado (141). Esto tiene como consecuencia que, con el tiempo, no sólo los niveles de llenado, es decir, el primer nivel de llenado (41) y el otro nivel de llenado (141) se igualan, sino que también lo hacen las frecuencias previstas, es decir, la primera frecuencia prevista (16) y la otra frecuencia prevista.
(0172) La Fig. 5 muestra una forma de ejecución del control (10) conforme a la invención con un ajustador de potencia máxima (17). Desde una fuente de energía eléctrica de la unidad de suministro de energía eléctrica se traspasa, durante el funcionamiento, una potencia de fuente real (82), a través de una entrada de potencia de la fuente real (33) que comprende el control (10), al ajustador de potencia máxima (17). El ajustador de potencia máxima (17) varía la potencia de fuente real (83) en una salida de potencia de la fuente prevista (34) que comprende el control (10), de tal modo que la potencia de fuente desprendida por la fuente de energía es máxima. Según la fuente de energía eléctrica, la salida de potencia de fuente prevista (34) del ajustador de potencia máxima (17) puede estar unida a un transformador de tensión de la unidad de suministro de energía eléctrica, a través de una unión de señal, de manera que el transformador de tensión ajusta las tensiones y corrientes necesarias para una potencia de fuente máxima de la fuente de energía eléctrica.
(0173) Además, la Fig. 5 muestra una forma de ejecución del control (10) con una entrada del exceso de potencia (18) que está unido al generador de tensión alterna prevista (13) a través de una unión de señal, de manera que el exceso de potencia (81) se puede traspasar al generador de tensión alterna prevista (13).
(0174) En una forma de ejecución especial, el exceso de potencia (81) puede ser determinado por el ajustador de potencia máximo (17) y puede ser traspasado desde el ajustador de potencia máxima (17) al generador de tensión alterna prevista (13), lo cual está representado por la unión de señal del exceso de potencia (35) punteada. Un exceso de potencia puede surgir entonces cuando el ajustador de potencia máxima (17) ajusta la potencia de fuente prevista a la salida de la potencia de la fuente prevista (34), de manera que la potencia de fuente desprendida por la fuente de energía no se corresponde con la potencia máxima posible, sino con una menor.
(0175) Además, muestra la Fig. 5 una forma de ejecución del control (10) con una entrada de la potencia de carga (21) , que está unida al generador de tensión alterna prevista (13), de manera que la potencia de carga (22) se puede traspasar el generador de tensión alterna prevista (13). Además, el control (10) tiene una entrada de potencia del generador (23) que está unida al generador de tensión alterna prevista (13), de manera que la potencia del generador (24) se puede traspasar al generador de tensión alterna prevista (13).
(0176) Además, la Fig. 5 muestra una forma de ejecución del control (10), en la que en la salida de la tensión alterna prevista (15) tiene a disposición una tensión alterna prevista (14) que presenta una frecuencia prevista (16) y un valor efectivo previsto (19).
(0177) Además, la Fig. 5 muestra una forma de ejecución del control (10) con una entrada de potencia de
intercambio (25), que está unida a un interruptor de protección (27) (dibujado en estado abierto) a través de una unión de señal, de manera que la potencia de intercambio (26) puede ser trasladada al interruptor de protección (27). Igualmente, un primer valor umbral del nivel de llenado (28) predeterminado y un segundo valor umbral del nivel de llenado (29) predeterminado pueden ser traspasados al interruptor de protección (27). El interruptor de protección (27) puede producir una unión de energía (representado en espeso) entre la unidad de suministro de energía eléctrica y la otra unidad de suministro de energía eléctrica (estado conectado, no mostrado). En el caso de que la unidad de suministro de energía eléctrica, con un interruptor de protección (27) cerrado, disponga de la otra unidad de suministro de energía eléctrica de una potencia de intercambio eléctrico (26) y el primer nivel de llenado (41) descienda, a pesar de ello, y se llegue o se quede por debajo de un primer valor umbral del nivel de llenado (28) predeterminado, se parte de una carga defectuosa en la unidad de suministro de energía eléctrica, y el interruptor de protección (27) se abre. Es decir, la unidad de suministro de energía eléctrica se sacrifica para no cargar innecesariamente aún más a la otra unidad de suministro de energía eléctrica. En el caso de que la unidad de suministro de energía eléctrica, con el interruptor de protección (27) cerrado, proporcione una potencia de intercambio (26) eléctrica a la otra unidad de suministro de energía eléctrica y el primer nivel de llenado (41) descienda y se llegue o se quede por debajo de un segundo valor umbral del nivel de llenado predeterminado (29), se parte de una carga defectuosa en la otra unidad de suministro de energía eléctrica, y el interruptor de protección (27) se abre. Es decir, la unidad de suministro de energía eléctrica se protege, para no cargar innecesariamente aún más a la otra unidad de suministro de energía eléctrica.
(0178) En otra forma de ejecución se puede representar el estado defectuoso descrito anteriormente, como se muestra en la Fig. 5, por un indicador (36), mediante el hecho de que el indicador (36) produce una señal de aviso óptica y/o acústica, por ejemplo, mediante un medio de iluminación que parpadea, como, especialmente, una LED, o mediante una modificación de color de un medio de iluminación de verde a amarillo o rojo, y/o mediante una señal acústica, como, por ejemplo, un tono de pitido.
(0179) En cuanto el estado defectuoso es solucionado por el usuario, el usuario puede informar al control (10) mediante un acuse de recibo, de manera que el interruptor (27) se puede conectar de nuevo.
(0180) Además, muestra la Fig. 5 formas de ejecución del control (10) con un acumulador de datos (30), una unidad de pronóstico (31) y/o una unidad de transmisión (32). En referencia al acumulador de datos (30), la unidad de pronóstico (31) y/o la unidad de transmisión (32) se puede tratar de dispositivos convencionales. El acumulador de datos está unido a través de una unión de señal, entre otros, al determinador de tensión alterna prevista (13), para tener acceso a los datos de funcionamiento y para poder almacenarlos. La unidad de transmisión (32) está unida a través de una unión de señal, entre otros, al acumulador de datos. La unidad de pronóstico (31) está unida a través de una unión de señal, entre otros, al almacenador de datos y proporciona al determinador de tensión alterna prevista (13) el primer nivel de llenado (42) futuro.
(0181) La Fig. 6 muestra una unidad de suministro de energía eléctrica (1) conforme a la invención. Un primer acumulador de energía (40), por ejemplo, una batería de plomo accionada por válvulas del tipo VRLA, está unido mediante una unión de energía (representado en espeso), de forma conductiva eléctricamente, a una primera conexión (51) de un generador de tensión alterna (50). La salida de la tensión alterna prevista (15) del control (10) conforme a la invención está unida a través de una unión de señal (representado en fino) al generador de tensión alterna (50), que pone a disposición una tensión alterna (54) según la tensión alterna prevista (14) en la segunda conexión (52), en la cual a través de una unión de energía (representado en espeso) se puede unir una carga (no representada) u otra unidad de suministro de energía eléctrica (no representada).
(0182) El primer acumulador de energía (40) puede estar conformado para transmitir el primer nivel de llenado (41) al control (10).
(0183) El otro nivel de llenado opcional (141) puede ser traspasado, por ejemplo, desde la otra unidad de suministro de energía eléctrica a través de la unidad de transmisión (32) (véase la Fig. 5) al determinador de tensión alterna prevista (13) (véase la Fig. 5) de control (10).
(0184) La Fig. 7 muestra una forma de ejecución de la unidad de suministro de energía eléctrica (1) con un determinador del nivel de llenado (45). A través de una unión de señal (representado en fino) el determinador del nivel de llenado (45) puede tomar datos de funcionamiento del acumulador de energía (40) y puede determinar el primer nivel de llenado (41) que entonces se traspasa al control (10).
(0185) Además, la Fig. 7 muestra una forma de ejecución de la unidad de suministro de energía eléctrica con una fuente de energía (80) eléctrica, por ejemplo, un panel solar fotovoltaico. La fuente de energía eléctrica (80) está unida a través de una unión de energía (representado en espeso) al primer acumulador de energía (40).
(0186) La Fig. 8 muestra una forma de ejecución de la unidad de suministro de energía eléctrica (1) con un transformador de tensión (90) que se encuentra entre la fuente de energía y el primer acumulador de energía (40) y a través de una unión de señal puede estar unido al ajustador de potencia máxima (17) (véase Fig. 5) del control (10).
(0187) Además, la Fig. 8 muestra una forma de ejecución de la unidad de suministro de energía eléctrica con un
aparato de carga (43) que está unido, por un lado, a través de una unión de energía (representado en espeso) al primer acumulador de energía (40), y por el otro lado, a través de una unión de energía (representado en espeso) a la red de suministro eléctrico pública.
(0188) La forma de ejecución representada en la Fig. 8A se diferencia de la forma de ejecución mostrada en la Fig. 8 sólo porque la unión de energía del lado de la entrada (representado en espeso) del aparato de carga (43) está unida a la segunda conexión (52) del generador de tensión alterna (50). Cuando, además, una red de suministro eléctrico pública está unida a la segunda conexión (52), el aparato de carga (43) está unido a través de la segunda conexión también a la red de suministro eléctrico pública.
(0189) La Fig. 9 muestra una forma de ejecución del generador de tensión alterna que presenta un convertidor elevador y un ondulador con transformador.
(0190) La unidad de suministro de energía eléctrica (1) está alojada, por ejemplo, completamente en una carcasa con correspondientes uniones de inserción, enchufes y zócalos de conexión accesibles desde el exterior.
(0191) La Fig. 10 muestra una forma de ejecución del sistema de suministro de energía eléctrica (2) que se compone de una unidad de suministro de energía eléctrica (1) conforme a la invención y otra unidad de suministro de energía eléctrica (101) conforme a la invención. Ambas unidades de suministro de energía eléctrica (1, 101) están unidas a través de una unión de energía, de forma conductiva eléctricamente, por ejemplo, en forma de una conexión paralela. Otro control (110) conforme a la invención de la otra unidad de suministro de energía eléctrica (101) puede ser idéntico al control (10), como se muestra en la Fig. 5 en distintas formas de ejecución. Por motivos de espacio, en la Fig. 10 del otro nivel de llenado futuro (142) de la otra unidad de suministro de energía eléctrica (101) se dibuja en el otro control (110) sin representación del conjunto en detalle, como se muestra en la Fig. 5.
(0192) La Fig. 11 muestra una forma de ejecución de una carcasa (95) en forma cuadrada, apilable, en la cual se alojan todos los componentes de la unidad de suministro de energía eléctrica con excepción de la fuente de energía eléctrica. En especial, la carcasa presenta en la zona del lado inferior (97) dos ahondamientos (98) en forma cuadrada. En el lado superior (96) se encuentran unos salientes (99) complementarios con los ahondamientos (98). La carcasa dispone, además, de conexiones eléctricas no mostradas en forma de enchufes y zócalos de conexión.
(0193) Las formas de ejecución descritas anteriormente pueden ser transformadas en el contexto de la invención de cualquier forma.
(0194) Por ejemplo, el sistema de suministro de energía (2) de la Fig. 10 puede presentar también más de dos y/o distintas unidades de suministro de energía eléctrica. También el primer acumulador de energía (40) puede consistir en varios y, en cualquier caso, también distintos acumuladores de energía. Por ejemplo, como acumulador de energía se puede combinar un acumulador y una batería de combustible.
(0195) También es posible, en lugar de una fuente de energía (80) eléctrica única, prever varias fuentes de energía, en cualquier caso, distintas. De este modo, se puede combinar, por ejemplo, un panel solar fotovoltaico con una turbina de viento, para hacer más independiente la independencia del tiempo atmosférico de la producción de energía.
(0196) En resumen hay que constatar que el control conforme a la invención posibilita un control especialmente ventajoso y adecuado de las unidades de suministro de energía eléctrica. Las unidades de suministro de energía eléctrica con semejantes controles pueden ser combinados de forma sencilla y flexible entre sí. Y ello, sin que sean necesarios trabajos de instalación o calibración complicados. Esto posibilita un suministro sencillo y seguro con energía eléctrica, que está disponible independientemente de una red de suministro eléctrico pública y que puede ser adaptada de forma flexible a las necesidades cambiantes.
Claims (15)
1a.- Control (10) para una unidad de suministro de energía eléctrica (1), que comprende:
a) una primera entrada del nivel de llenado (11) a la cual se puede traspasar un primer nivel de llenado (41) de un primer acumulador de energía (40) de la unidad de suministro de energía eléctrica (1), b) otra entrada del nivel de llenado (12), a la cual se puede traspasar otro nivel de llenado (141) de otro acumulador de energía opcional (140) de otra unidad de suministro de energía eléctrica (101), c) un determinador de tensión alterna prevista (13), que está conformado, para determinar una tensión alterna prevista (14) teniendo en cuenta el primer nivel de llenado (41) y/o el otro nivel de llenado (141), y 1) el determinador de tensión alterna previsto (13) está conformado para determinar una frecuencia prevista (16) de la tensión alterna prevista (14) teniendo en cuenta el primer nivel de llenado (41) y/o el otro nivel de llenado (141),
2) el control (10) está conformado para determinar, a partir de otra frecuencia (155) de otra tensión alterna (154) de otro generador de tensión alterna (150) de la otra unidad de suministro de energía eléctrica (101), el otro nivel de llenado (141) del otro acumulador de energía (140), d) una salida de tensión alterna prevista (15), desde la cual se traspasa la tensión alterna prevista (14) a un generador de tensión alterna (50) de la unidad de suministro de energía eléctrica (1)
que se caracteriza por que
el determinador de tensión alterna prevista (13) está conformado de tal forma que la frecuencia prevista (16)
e) en general, se corresponde con la otra frecuencia (155), cuando la otra unidad de suministro de energía eléctrica (101), de forma conductiva eléctricamente, está unida a la unidad de suministro de energía eléctrica (1), y
f) en otro caso, se determina teniendo en cuenta el primer nivel de llenado (41).
2a.- Control (10) para una unidad de suministro de energía eléctrica (1) según la reivindicación 1a, en el que el determinador de la tensión alterna prevista (13) está conformado de tal modo que la frecuencia prevista (16) a) en general, se corresponde con la otra frecuencia (155), cuando la otra unidad de suministro de energía eléctrica (101), de forma conductiva eléctricamente, está unida a la unidad de suministro de energía eléctrica (1) y cuando el otro nivel de llenado (141) es mayor que el nivel de llenado (41), y
b) en otro caso, en general, se determina teniendo en cuenta el primer nivel de llenado (41).
3a.- Control (10) para una unidad de suministro de energía eléctrica (1) según una de las reivindicaciones 1a-2a, en el que el determinador de la tensión alterna prevista (13) tiene en cuenta el primer nivel de llenado (41) de tal modo que la frecuencia prevista (16) aumenta de forma continua con el primer nivel de llenado (41).
4a.- Control (10) para una unidad de suministro de energía eléctrica (1) según una de las reivindicaciones 1a-3a, que comprende adicionalmente
a) una entrada de exceso de potencia (18), al cual se puede traspasar un exceso de potencia (81) de una fuente de energía eléctrica (80),
y el determinador de la tensión alterna prevista (13) está conformado adicionalmente para determinar la frecuencia prevista (16), con un primer nivel de llenado (41) del 100%, dependiendo del exceso de potencia (81).
5a.- Control (10) para una unidad de suministro de energía eléctrica (1) según la reivindicación 4a, en el que el determinador de tensión alterna prevista (13) tiene en cuenta el primer nivel de llenado (41) de tal modo que la frecuencia prevista (16) aumenta de forma continua con el exceso de potencia (81).
6a.- Control (10) para una unidad de suministro de energía eléctrica (1) según una de las reivindicaciones 1a-5a, en el que el determinador de tensión alterna prevista (13) está conformado adicionalmente para determinar un valor efectivo previsto (19) de la tensión alterna prevista (14), dependiendo de una diferencia del nivel de llenado (20), y la diferencia del nivel de llenado se calcula a partir del primer nivel de llenado menos el otro nivel de llenado.
7a.- Control (10) para una unidad de suministro de energía eléctrica (1) según la reivindicación 6a, en el que el determinador de tensión alterna prevista (13) está conformado adicionalmente para ajustar el valor efectivo previsto (19) de la tensión alterna prevista (14) de manera que la diferencia del nivel de llenado (20) en el estado estacionario converge hacia cero.
8a.- Control (10) para una unidad de suministro de energía eléctrica (1) según una de las reivindicaciones 6a-7a, en el que el determinador de tensión alterna prevista (13) está conformado adicionalmente para determinar el valor efectivo previsto (19) de la tensión alterna prevista (14), dependiendo de una corriente desprendida por un generador de tensión alterna (50).
9a.- Control (10) para una unidad de suministro de energía eléctrica (1) según una de las reivindicaciones 1a-8a, en el que el determinador de tensión alterna prevista (13) está conformado adicionalmente para situar a cero la tensión alterna prevista (14) para, al menos, un periodo de tensión alterna prevista, cuando dentro del generador de tensión alterna (50) aparece una sobretensión.
10a.- Control (10) para una unidad de suministro de energía eléctrica (1) según una de las reivindicaciones 1a-9a, que comprende adicionalmente:
a) una entrada de potencia de carga (21), a la cual se puede traspasar una potencia de carga (22) de una carga unida a la unidad de suministro de energía eléctrica (1), y especialmente,
b) una entrada de potencia del generador (23), a la cual se puede traspasar una potencia del generador (24) desprendida por el generador de tensión alterna (50) de la unidad de suministro de energía eléctrica (1),
y el determinador de tensión alterna prevista (13) está conformado adicionalmente para determinar el valor efectivo previsto (19) de manera que
c) la potencia del generador (24) sea mayor que la potencia de carga (22), cuando el primer nivel de llenado (41) es mayor que el otro nivel de llenado (141),
d) la potencia del generador (24) sea menor que la potencia de carga (22), cuando el primer nivel de llenado (41) es menor que el otro nivel de llenado (141),
e) la potencia del generador (24) sea igual que la potencia de carga (22), cuando el primer nivel de llenado (41) se corresponde con el otro nivel de llenado (141).
11a.- Control (10) para una unidad de suministro de energía eléctrica (1) según una de las reivindicaciones 1a-10a, que comprende adicionalmente:
a) una entrada de la potencia de intercambio (25), a la cual se puede traspasar una potencia de intercambio (26), que fluye desde la unidad de suministro de energía eléctrica (1) hacia la otra unidad de suministro de energía eléctrica (101), y especialmente,
b) un interruptor de protección (27) que está conformado para crear una unión conductiva eléctricamente entre la unidad de suministro de energía eléctrica (1) y la otra unidad de suministro de energía eléctrica (101), y para separar la unión conductiva eléctricamente,
cuando:
i. la potencia de intercambio (26) es menor que cero y el primer nivel de llenado (41) es igual o menor que un primer valor umbral del nivel de llenado predeterminado (28),
ii. la potencia de intercambio (26) es mayor que cero y el primer nivel de llenado (41) es igual o menor que un segundo valor umbral del nivel de llenado predeterminado (29).
12a.- Unidad de suministro de energía eléctrica (1), que comprende
a) un control (10) según una de las reivindicaciones 1a-11a,
b) un primer acumulador de energía (40);
c) un generador de tensión alterna (50) con una primera conexión (51) y una segunda conexión (52), y la primera conexión (51) está unida al primer acumulador de energía (40) de forma conductiva eléctricamente, y el generador de tensión alterna (50) está conformado para crear una tensión alterna (54) correspondiente a una tensión alterna prevista (14), en la segunda conexión (52).
13a.- Unidad de suministro de energía eléctrica (1) según la reivindicación 12a, que comprende adicionalmente un determinador del nivel de llenado (45) para determinar un primer nivel de llenado (41) del primer acumulador de energía (40), y/o una fuente de energía (80) eléctrica, que se puede unir al primer acumulador de energía (40), de forma conductiva eléctricamente, y/o un transformador de tensión (90), que por el lado de la entrada, está unido a la fuente de energía eléctrica (80), y por el lado de la salida, está unido eléctricamente al primer acumulador de energía (40), y/o un aparato de carga (43), que por el lado de la entrada se puede unir a la red de suministro eléctrica y por el lado de la salida está unido al primer acumulador de energía (40).
14a.- Sistema de suministro de energía eléctrica (2), que comprende una unidad de suministro de energía eléctrica (1), según una de las reivindicaciones 12a-13a, y al menos, otra unidad de suministro de energía eléctrica (101), y la unidad de suministro de energía eléctrica (1) y la otra unidad de suministro de energía eléctrica (101) están unidas entre sí de forma conductiva eléctricamente, y en especial, la otra unidad de suministro de energía eléctrica (101) es una unidad de suministro de energía eléctrica, según una de las reivindicaciones 12a-13a.
15a.- Método para contralar una unidad de suministro de energía eléctrica (1) según una de las reivindicaciones 12a-13a, que comprende los pasos:
a) determinar una tensión alterna prevista (14) teniendo en cuenta un primer nivel de llenado (41) de un primer acumulador de energía (40) de la unidad de suministro de energía eléctrica (1) y/u otro nivel de llenado (141) de otro acumulador de energía (140) de otra unidad de suministro de energía eléctrica (101),
en el que 1) una frecuencia prevista de la tensión alterna prevista se determina teniendo en cuenta el primer nivel de llenado y/o el otro nivel de llenado, y/o 2) a partir de otra frecuencia de otra tensión alterna de otro generador de tensión alterna de la otra unidad de suministro de energía eléctrica se determina el otro nivel de llenado del otro acumulador de energía,
b) traspasar la tensión alterna prevista (14) a un generador de tensión alterna (50) de la unidad de suministro de energía eléctrica (1),
y la frecuencia prevista
e) en general, se corresponde con la otra frecuencia, cuando la otra unidad de suministro de energía eléctrica está unida, de forma conductiva eléctricamente, a la unidad de suministro de energía eléctrica, y f) en otro caso, se determina teniendo en cuenta el primer nivel de llenado.
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