ES2859732T3

ES2859732T3 - Inversores eólicos-solares híbridos

Info

Publication number: ES2859732T3
Application number: ES09382234T
Authority: ES
Inventors: Miguel Bartolomé Lopez
Original assignee: General Electric Co
Current assignee: General Electric Co
Priority date: 2009-10-30
Filing date: 2009-10-30
Publication date: 2021-10-04
Anticipated expiration: 2029-10-30
Also published as: US20110101784A1; US8232681B2; EP2317623A1; CN102055206A; EP2317623B1; CN102055206B; DK2317623T3

Abstract

Un procedimiento para dirigir energía desde fuentes de energía alternativa (102, 104) a una red eléctrica (122), comprendiendo el procedimiento: recibir al menos dos señales de energía de CC de entrada (108, 110) desde una pluralidad de fuentes de energía (102, 104); caracterizado por: recibir una o más señales de control (126) desde la red eléctrica (122), comprendiendo las señales de control (126) al menos una señal de sincronización; dirigir, en base al menos en parte a la una o más señales de control (126), al menos algunas de las señales de energía de CC de entrada (108, 110) a una señal de energía de CC de salida (116); transformar la señal de energía de CC de salida (116) en una señal de energía de CA de salida (119) para su transmisión por medio de la red eléctrica (122) usando un único inversor de salida de CC a CA (118); y dirigir al menos algunas de las señales de energía de CC (108, 110) recibidas a un dispositivo de almacenamiento de energía (214); en el que cuando la una o más señales de control (126) indican que no hay demanda de energía, un exceso de energía se dirige al dispositivo de almacenamiento de energía (214); y cuando la una o más señales de control (126) indican que hay demanda de energía, fluye energía desde el dispositivo de almacenamiento (214) al inversor de salida de CC a CA (118) si el dispositivo de almacenamiento (214) tiene energía disponible y las fuentes de energía alternativa (102, 104) no están generando energía alternativa, con lo que las señales de control (126) incluyen preferentemente información instantánea de la red que incluye tensión, corriente, frecuencia, fase, potencia reactiva, y amplitud.

Description

DESCRIPCIÓN

Inversores eólicos-solares híbridos

[0001] La presente invención se refiere en general a la conversión de energía y, más en particular, a la conversión de energía para fuentes de energía eólica-solar híbridas.

[0002] Se sabe que la energía eléctrica se puede captar a partir de fuentes de energía renovables, como la luz solar y el viento, usando paneles fotovoltaicos (también conocidos como paneles solares) y turbinas eólicas, respectivamente. También se sabe que los paneles fotovoltaicos dejan de producir energía durante la noche, y que la producción de energía se reduce significativamente cuando la cobertura de nubes interrumpe u oculta la luz solar. Las turbinas eólicas, por otra parte, pueden continuar produciendo energía mientras está soplando el viento y, por lo tanto, se pueden usar junto con paneles fotovoltaicos para incrementar y/o estabilizar la energía de salida de una central de energía alternativa, en particular por la noche y durante los días nublados.

[0003] Con pocas excepciones, las centrales de energía producen corriente alterna (CA) sincronizada en frecuencia y fase con la red eléctrica. Sin embargo, los paneles fotovoltaicos producen de forma natural una salida de energía de corriente continua (CC) cuando se exponen a la luz solar. Por tanto, se usa un inversor para transformar o convertir la salida de CC del panel fotovoltaico en una señal de CA adecuada para su acoplamiento a la red eléctrica. Las turbinas eólicas pueden generar una salida de energía de CA, pero la frecuencia y la fase de la salida de la turbina eólica dependen, respectivamente, de la velocidad de rotación y la posición de un rotor dentro del generador de turbina. Por lo tanto, la energía de CA producida por el sistema de energía eólica se rectifica típicamente para producir una señal de energía de CC intermedia. La señal de energía de CC se transforma a continuación en CA por medio de un inversor de línea conmutada para que coincida con la frecuencia de línea y la fase de la red.

[0004] Cada inversor añade costes al sistema de energía en términos de gastos de componentes, penalización de potencia y complejidad.

[0005] Los documentos que tratan este tema son US 2008/0217998A1 (sistema de energía renovable), EP 2104216A1 (sistema de generación de energía eléctrica con una pluralidad de fuentes de energía eléctrica que alimentan en paralelo una línea de tensión de CC que suministra energía a una red de CA), EP 2104200A1 (Verfahren zur Ansteuerung eines Multi-String-Wechselrichters für Photovoltaikanalgen), DE 102006023563A1 (Photovoltaik-Anlage).

[0006] Por lo tanto, se necesitan sistemas y procedimientos para convertir la energía de fuentes eólicas y solares de una forma que la red eléctrica pueda utilizar fácilmente mientras se reduce el número de componentes y los gastos asociados a los inversores redundantes. También se necesitan sistemas y procedimientos para proporcionar inversores eólicos-solares híbridos.

[0007] Determinados modos de realización de la invención pueden abordar algunas o la totalidad de las necesidades anteriores. Determinados modos de realización de la invención pueden incluir sistemas y procedimientos para proporcionar un inversor eólico-solar híbrido. Otros modos de realización pueden incluir sistemas y procedimientos para convertir energía de fuentes eólicas y solares a una forma que la red eléctrica puede utilizar fácilmente mientras se reduce el número de componentes y los gastos asociados a los inversores redundantes.

[0008] La solución descrita por la invención está definida en las reivindicaciones independientes.

[0009] De acuerdo con un modo de realización ejemplar de la invención, se proporciona un procedimiento para dirigir energía desde fuentes de energía alternativa a una red eléctrica. El procedimiento puede incluir recibir al menos dos señales de energía de CC de entrada desde una pluralidad de fuentes de energía; recibir una o más señales de control desde la red eléctrica; dirigir, en base al menos en parte a la una o más señales de control, al menos algunas de las señales de energía de CC de entrada a una señal de energía de CC de salida; y transformar la señal de energía de CC de salida en una señal de energía de CA de salida para su transmisión por medio de la red eléctrica.

[0010] De acuerdo con un modo de realización ejemplar de la invención, se proporciona un sistema para suministrar energía alternativa a una red eléctrica. El sistema puede incluir una pluralidad de fuentes de energía, uno o más inversores de CA a CC para transformar señales de energía de CA de las fuentes de energía en al menos una señal de energía de CC derivada, y un controlador operativo para recibir señales de energía desde la pluralidad de fuentes de energía y el uno o más inversores de CA a CC. El controlador puede recibir señales de control desde la red eléctrica y dirigir, en base al menos en parte a las señales de control, al menos algunas de las señales de energía recibidas desde la pluralidad de fuentes de energía y el uno o más inversores de CA a CC a una salida de energía de CC. El sistema también puede incluir un inversor de CC a CA para transformar la salida de energía de CC en una señal de salida de energía de CA para su transmisión por medio de la red eléctrica.

[0011] De acuerdo con un modo de realización ejemplar de la invención, se proporciona un controlador para dirigir energía desde unas fuentes de energía alternativa a una red eléctrica. El controlador puede incluir entradas para recibir señales de energía de CC desde una pluralidad de fuentes de energía. El controlador también puede incluir unas entradas para recibir señales de control desde la red eléctrica. El controlador puede incluir además unos circuitos para dirigir, en base al menos en parte a las señales de control, al menos algunas de las señales de energía de CC recibidas a una salida de energía de CC.

[0012] Otros modos de realización y aspectos de la invención se describen en detalle en el presente documento y se consideran parte de la invención reivindicada. Otros modos de realización y aspectos se pueden comprender con referencia a la descripción y a los dibujos.

[0013] A continuación, se hará referencia a los dibujos adjuntos, que no están necesariamente dibujados a escala, y en los que:

La FIG. 1 representa un diagrama de bloques ilustrativo de un sistema inversor eólico-solar híbrido, de acuerdo con un modo de realización ejemplar de la invención.

La FIG.2 representa un diagrama de bloques ilustrativo de un controlador para dirigir energía de fuentes de energía alternativa a una salida de CC, de acuerdo con un modo de realización ejemplar de la invención.

La FIG. 3 es un diagrama de flujo para recibir, dirigir y transformar energía de fuentes de energía alternativa a una red eléctrica, de acuerdo con un modo de realización ejemplar de la invención.

[0014] A continuación en el presente documento, se describirán en mayor detalle unos modos de realización de la presente invención con referencia a los dibujos adjuntos, en los cuales se muestran unos modos de realización de la invención. La presente invención, no obstante, se puede realizar de muchas formas diferentes y no se debería interpretar que está limitada a los modos de realización expuestos en el presente documento; en su lugar, estos modos de realización se proporcionan para que la presente divulgación sea exhaustiva y completa. Números similares se refieren a elementos similares a lo largo de todo el documento.

[0015] Los modos de realización de la invención pueden permitir la conversión de energía de una pluralidad de fuentes de energía alternativa, que incluyen turbinas eólicas y paneles solares. La invención puede reducir el número de inversores para transformar la fuente de energía generada a partir de las fuentes de energía alternativa en una forma adecuada para su acoplamiento con una red eléctrica.

[0016] De acuerdo con un modo de realización ejemplar de la invención, un controlador puede monitorizar y dirigir energía rectificada de una o más turbinas, así como energía de CC de uno o más paneles fotovoltaicos a una salida de CC común. A continuación, la salida de CC común se puede invertir (a CA) para su acoplamiento con la red. Utilizando un controlador de entrada de CC múltiple con una salida de CC común, el número de inversores de salida se puede reducir significativamente.

[0017] La FIG. 1 es un diagrama de bloques de un sistema de generación de energía alternativa 100 ejemplar que puede combinar y dirigir simultáneamente energía eléctrica generada a partir de una turbina eólica 102 y/o un panel solar o un panel fotovoltaico (PV) 104 hasta un único inversor de salida 118 para su acoplamiento con una red eléctrica 122. En este modo de realización ejemplar, la energía de CA 103 generada por la turbina eólica 102 se puede convertir y/o transformar en CC mediante un inversor de entrada 106, y la señal de energía eólica de CC 108 resultante puede estar en comunicación con el controlador 114 por medio de un primer terminal de entrada de energía de c C 109. Además, un panel PV 104 puede proporcionar una señal de energía solar de CC 110 que puede estar en comunicación con el controlador 114 por medio de un segundo terminal de entrada de energía de CC 111. El controlador 114 puede dirigir la energía de c C agregada 116 desde las fuentes eólica y solar a un inversor de salida 118 por medio del terminal de salida 115. El inversor de salida 118 puede transformar y/o convertir la señal de energía de CC agregada 116 en una señal de energía de salida de CA 119 para su acoplamiento con la red eléctrica 122. La señal de energía de salida de CA 119 se puede acoplar a la red eléctrica 122 directamente, o por medio de un transformador de salida 120 opcional como se muestra en la FIG. 1.

[0018] De acuerdo con un modo de realización ejemplar de la invención, el inversor de salida 118 puede recibir una o más señales de red eléctrica 126 desde un sensor de corriente de red 124 y/o un sensor de tensión de red 125 en el terminal 117, y puede utilizar las señales de red eléctrica 126 para sincronizar y/o conmutar la señal de energía de salida de CA 119 a la amplitud de tensión, fase, VAR y/o frecuencia apropiados para acoplar energía a la red eléctrica 122. Las señales de red eléctrica 126 también se pueden recibir en el terminal 112 y se pueden utilizar en el controlador 114 para dirigir señales de energía, como se analiza a continuación con referencia a la FIG. 2.

[0019] La FIG. 2 ilustra un controlador 114 de acuerdo con un modo de realización ejemplar de la invención. El controlador 114 puede incluir terminales de entrada 109, 111 y circuitos asociados para recibir y dirigir energía desde un número predefinido de fuentes de energía alternativa. De acuerdo con otros modos de realización ejemplares, el controlador 114 puede incluir terminales adicionales y circuitos asociados para recibir señales de energía desde cualquier número de fuentes de energía, pero con propósitos de simplificación e ilustración, solo se representan dos entradas de energía en el modo de realización ejemplar de la FIG. 2.

[0020] De acuerdo con un modo de realización ejemplar de la invención, unos sensores de entrada de energía 202a, 202b pueden monitorizar las señales de energía de entrada 108, 110 para producir unas respectivas señales de entrada de energía detectadas 208a, 208b. De acuerdo con un modo de realización ejemplar, un sensor de salida de energía 216 puede monitorizar la salida de CC de controlador 116 para producir una señal de salida de energía detectada 218. De acuerdo con unos modos de realización ejemplares, el procesador 212 puede utilizar una combinación de una o más de las señales de entrada de energía detectadas 208a, 208b, una señal de energía de salida detectada 218, una señal de banco de almacenamiento detectada 224 y/o una señal de red 126 para controlar los conmutadores [206a, 206b, 206c, 206d] para dirigir algunas o la totalidad de las señales de energía de entrada 108, 110 al terminal de salida de CC de controlador 115, o de forma alternativa, algunas o la totalidad de las señales de energía de entrada 108, 110 se pueden dirigir a un banco de almacenamiento de energía 214. De acuerdo con unos modos de realización ejemplares de la invención, el banco de almacenamiento 214 puede incluir cualquier combinación de los siguientes dispositivos de almacenamiento de energía: baterías recargables, bancos de condensadores, inductores y/o supercondensadores.

[0021] De acuerdo con un modo de realización ejemplar de la invención, los dispositivos de protección de retroalimentación 204a, 204b pueden estar incluidos dentro del controlador para impedir o reducir al mínimo el flujo de la energía de regreso hacia la fuente de energía alternativa. Por lo tanto, los dispositivos de protección de retroalimentación 204a, 204b se pueden considerar dispositivos unidireccionales en la medida en que permiten que la energía fluya solo en un sentido, es decir, hacia la salida. De acuerdo con unos modos de realización ejemplares, los dispositivos de protección de retroalimentación 204a, 204b pueden ser diodos relativamente simples, o pueden incluir combinaciones de diodos y dispositivos de conmutación semiconductores tales como transistores de efecto de campo de metal-óxido semiconductor (MOSFET). Dichos dispositivos pueden ser pasivos o pueden estar controlados activamente por el procesador 212 por medio de señales de control de retroalimentación 205 opcionales.

[0022] De acuerdo con unos modos de realización ejemplares de la invención, los conmutadores 206a-206d pueden estar bajo el control de señales de conmutación 210a-210d proporcionadas por el procesador 212. Los conmutadores pueden incluir dispositivos retransmisores o semiconductores como unos MOSFET o transistores bipolares de puerta aislada (IGBT). Las señales de conmutación 210a-210d pueden estar basadas al menos en parte en una o más de las señales de entrada de energía detectadas 208a, 208b, la señal de salida de energía detectada 218, una señal de banco de almacenamiento detectada 224 y/o las señales de red eléctrica 126. En un modo de realización ejemplar, se puede realizar una comparación de múltiples entradas entre todas las entradas 126, 208a, 208b, 218, 224, presentadas en el procesador 212 para determinar el estado de las señales de conmutación 210a-210d para controlar los conmutadores 206a-206d. Por ejemplo, los sensores de energía de entrada 202a, 202b pueden detectar que hay energía disponible de una o más de las entradas de energía 108, 110, pero las señales de red 126 pueden indicar que no hay demanda de energía. En dicho caso, puede ser apropiado que todos los conmutadores, excepto el 206d, se cierren, dirigiendo de ese modo el exceso de energía que se genera a un banco de almacenamiento 214. En otro ejemplo, los sensores de energía 202a, 202b pueden detectar que hay energía intermitente disponible de una o más entradas de energía 108, 110, pero la señal de red 126 puede indicar que hay demanda de energía. En dicho caso, el procesador 212 puede monitorear y comparar las señales de entrada de energía detectadas 208a, 208b y la señal de banco de almacenamiento detectada 224, derivada del detector de banco de almacenamiento 222. Si la señal de banco de almacenamiento detectada 224 indica que el banco de almacenamiento 214 tiene energía disponible, y si las señales de entrada de energía detectadas 208a, 208b indican que no se está generando energía alternativa (por ejemplo, está nublado y no sopla el viento), entonces el procesador 212 puede ordenar al menos al circuito de conmutación de banco de almacenamiento 206c y al circuito de conmutación de salida 206d que se cierren de modo que pueda fluir energía del banco de almacenamiento 214 al terminal de salida de CC de controlador 115. Por el contrario, si la señal de banco de almacenamiento detectada 224 indica que el banco de almacenamiento 214 está agotado, pero las señales de entrada de energía detectadas 208a 208b indican que hay energía eólica o solar generada disponible, el procesador 212 puede enviar señales para cerrar todos conmutadores excepto el circuito de conmutación de salida 206d hasta que se alcanza el nivel requerido de energía de CC en el banco de almacenamiento 214 para el funcionamiento apropiado del inversor de salida 118, y cerrar después el circuito de conmutación de salida 206d para que pueda fluir energía desde las fuentes de energía alternativa 108, 110 hacia el terminal de salida de CC 115.

[0023] De acuerdo con un modo de realización ejemplar de la invención, el controlador 114 puede incluir un inductor 220 para suprimir picos de tensión y/o de corriente y evitar que se propaguen a la salida de CC de controlador 116. También se puede incluir un filtrado adicional no mostrado en la FIG. 2 para acondicionar la señal de salida de CC 116 del controlador 114.

[0024] Se debería entender que cada uno de los sensores de monitorización 124, 125, 202a, 202b, 216, 222 representados en la FIG. 1 y la FIG. 2 puede medir cualquier combinación de tensión, corriente, fase, frecuencia, potencia reactiva, ondulación, etc.

[0025] A continuación, se describe un procedimiento 300 ejemplar para dirigir energía desde las fuentes de energía alternativa hasta una red eléctrica, con referencia al diagrama de flujo de la FIG. 3. Empezando por el bloque 302 y de acuerdo con un modo de realización ejemplar de la invención, se pueden recibir señales de energía de entrada desde dos o más fuentes de energía alternativa. Las fuentes de energía alternativa pueden incluir cualquier combinación de una turbina eólica 102 con un inversor de turbina eólica 106 y un panel fotovoltaico 104. Las entradas de energía de las fuentes de energía pueden ser sustancialmente en forma de ^{C c .}En el bloque 304, y de acuerdo con un modo de realización ejemplar de la invención, se pueden recibir una o más señales de red 126 desde la red eléctrica 122. Las señales de red 126 pueden incluir información instantánea de la red que incluye tensión, corriente, frecuencia, fase, potencia reactiva, amplitud, etc. En el bloque 306 y de acuerdo con un modo de realización ejemplar de la invención, ninguna, algunas o la totalidad de las señales de energía de CC de entrada 108, 110 recibidas se pueden dirigir a una señal de energía de CC de salida 116 en base a la al menos una o más señales de red 126. En el bloque 308, de acuerdo con un modo de realización ejemplar de la invención, la señal de energía de CC de salida 116 se puede transformar en una señal de energía de CA 119 para su transmisión por medio de la red eléctrica 122.

[0026] En consecuencia, los modos de realización de ejemplo de la invención pueden proporcionar los efectos técnicos de crear determinados sistemas y procedimientos que dirigen energía de entrada de dos o más fuentes de energía alternativa a una salida. Los modos de realización de ejemplo de la invención pueden proporcionar los efectos técnicos adicionales de proporcionar sistemas y procedimientos para transformar energía de ^{C c}de salida en energía de CA para su transmisión por medio de una red eléctrica.

[0027] En determinados modos de realización de la invención, el sistema de generación de energía alternativa 100 puede incluir cualquier número de aplicaciones de software que se ejecutan para facilitar cualquiera de las operaciones.

[0028] En determinados modos de realización, una o más interfaces de E/S pueden facilitar la comunicación entre el sistema de generación de energía alternativa 100 y uno o más dispositivos de entrada/salida. Por ejemplo, un puerto de bus serie universal, un puerto serie, una unidad de disco, una unidad de CD-ROM y/o uno o más dispositivos de interfaz de usuario, tales como una pantalla, un teclado, un teclado numérico, un ratón, un panel de control, una pantalla táctil, un micrófono, etc. que facilitan la interacción del usuario con el sistema de generación de energía alternativa 100. La una o más interfaces de E/S se pueden utilizar para recibir o recopilar datos y/o instrucciones de usuario de una amplia variedad de dispositivos de entrada. Uno o más procesadores informáticos, según se desee, pueden procesar los datos recibidos en diversos modos de realización de la invención y/o almacenarlos en uno o más dispositivos de memoria.

[0029] Una o más interfaces de red pueden facilitar la conexión de las entradas y salidas del sistema de generación de energía alternativa 100 a una o más redes y/o conexiones adecuadas, por ejemplo, las conexiones que facilitan las comunicaciones con cualquier número de sensores asociados con el sistema. La una o más interfaces de red pueden facilitar además la conexión a una o más redes adecuadas, por ejemplo, una red de área local, una red de área amplia, Internet, una red celular, una red de radiofrecuencia, una red habilitada para Bluetooth™, una red habilitada para Wi-Fi™, una red basada en satélite, cualquier red alámbrica, cualquier red inalámbrica, etc. para la comunicación con dispositivos y/o sistemas externos.

[0030] Según se desee, los modos de realización de la invención pueden incluir el sistema de generación de energía alternativa 100 con más o menos componentes que los ilustrados en las FIGS. 1 y 2.

[0031] La invención se describe anteriormente con referencia a diagramas de bloques y de flujo de sistemas, procedimientos, aparatos y/o productos de programa informático de acuerdo con unos modos de realización ejemplares de la invención. Se entenderá que uno o más bloques de los diagramas de bloques y los diagramas de flujo, y combinaciones de bloques de los diagramas de bloques y los diagramas de flujo, respectivamente, se pueden implementar mediante unas instrucciones de programa ejecutables por ordenador. Asimismo, puede que no sea necesario realizar algunos bloques de los diagramas de bloques y los diagramas de flujo en el orden en que se presenta.

[0032] Estas instrucciones de programa ejecutable por ordenador se pueden cargar en un ordenador de propósito general, un ordenador de propósito especial, un procesador u otro aparato de procesamiento de datos programable para producir una máquina particular, de modo que las instrucciones que se ejecutan en el ordenador, procesador u otro aparato de procesamiento de datos programable creen medios para implementar una o más funciones especificadas en el bloque o los bloques del diagrama de flujo. Estas instrucciones de programa informático también se pueden almacenar en una memoria legible por ordenador que puede ordenar a un ordenador u otro aparato de procesamiento de datos programable que funcione de una manera particular, de modo que las instrucciones almacenadas en la memoria legible por ordenador produzcan un artículo de fabricación que incluya medios de instrucción que implementen una o más funciones especificadas en el bloque o los bloques del diagrama de flujo. Como ejemplo, unos modos de realización de la invención pueden facilitar un producto de programa informático, que comprende un medio usable por ordenador que tiene un código de programa legible por ordenador o unas instrucciones de programa incorporadas en el mismo, estando adaptado dicho código de programa legible por ordenador para ejecutarse para implementar una o más funciones especificadas en el bloque o los bloques del diagrama de flujo. Las instrucciones de programa informático también se pueden cargar en un ordenador u otro aparato de procesamiento de datos programable para hacer que se realicen una serie de elementos o etapas operativas en el ordenador u otro aparato programable para producir un proceso implementado por ordenador de modo que las instrucciones que se ejecutan en el ordenador u otro aparato programable proporcionen elementos o etapas para implementar las funciones especificadas en el bloque o los bloques del diagrama de flujo.

[0033] En consecuencia, los bloques de los diagramas de bloques y los diagramas de flujo admiten combinaciones de medios para realizar las funciones especificadas, combinaciones de elementos o etapas para realizar las funciones especificadas y medios de instrucción de programa para realizar las funciones especificadas. También se entenderá que cada bloque de los diagramas de bloques y los diagramas de flujo, y las combinaciones de bloques en los diagramas de bloques y los diagramas de flujo, se pueden implementar mediante sistemas informáticos de propósito especial basados en hardware que realizan las funciones, los elementos o las etapas especificados, o combinaciones de hardware de propósito especial e instrucciones de ordenador.

[0034] Aunque la invención se ha descrito en relación con los que actualmente se consideran los modos de realización más prácticos y diversos, se debe entender que la invención no se limita a los modos de realización divulgados, sino que, por el contrario, pretende cubrir diversas modificaciones y disposiciones equivalentes incluidas dentro del alcance de las reivindicaciones adjuntas. Aunque en el presente documento se emplean términos específicos, estos se usan solo en un sentido genérico y descriptivo y no con fines de limitación.

[0035] En esta descripción escrita se usan ejemplos para divulgar la invención, incluyendo el modo preferente, y también para permitir que cualquier experto en la técnica ponga en práctica la invención, incluyendo la fabricación y el uso de cualquier dispositivo o sistema y la realización de cualquier procedimiento incorporado. El alcance patentable de la invención se define en las reivindicaciones y puede incluir otros ejemplos que los expertos en la técnica puedan encontrar. Dichos otros ejemplos pretenden estar dentro del alcance de las reivindicaciones si tienen elementos estructurales que no difieren del lenguaje literal de las reivindicaciones, o si incluyen elementos estructurales equivalentes con diferencias insustanciales respecto del lenguaje literal de las reivindicaciones.

Claims

REIVINDICACIONES

1. Un procedimiento para dirigir energía desde fuentes de energía alternativa (102, 104) a una red eléctrica (122), comprendiendo el procedimiento:

recibir al menos dos señales de energía de CC de entrada (108, 110) desde una pluralidad de fuentes de energía (102, 104); caracterizado por:

recibir una o más señales de control (126) desde la red eléctrica (122), comprendiendo las señales de control (126) al menos una señal de sincronización;

dirigir, en base al menos en parte a la una o más señales de control (126), al menos algunas de las señales de energía de CC de entrada (108, 110) a una señal de energía de CC de salida (116);

transformar la señal de energía de CC de salida (116) en una señal de energía de CA de salida (119) para su transmisión por medio de la red eléctrica (122) usando un único inversor de salida de CC a CA (118); y dirigir al menos algunas de las señales de energía de CC (108, 110) recibidas a un dispositivo de almacenamiento de energía (214); en el que cuando la una o más señales de control (126) indican que no hay demanda de energía, un exceso de energía se dirige al dispositivo de almacenamiento de energía (214); y cuando la una o más señales de control (126) indican que hay demanda de energía, fluye energía desde el dispositivo de almacenamiento (214) al inversor de salida de CC a CA (118) si el dispositivo de almacenamiento (214) tiene energía disponible y las fuentes de energía alternativa (102, 104) no están generando energía alternativa, con lo que las señales de control (126) incluyen preferentemente información instantánea de la red que incluye tensión, corriente, frecuencia, fase, potencia reactiva, y amplitud.

2. El procedimiento de la reivindicación 1, en el que recibir las señales de energía de CC de entrada (108, 110) desde la pluralidad de fuentes de energía (102, 104) comprende recibir energía desde al menos una de las siguientes: una célula fotovoltaica (104), una célula de combustible, una batería, o una turbina eólica (102).

3. El procedimiento de cualquier reivindicación precedente, en el que recibir una o más señales de control (126) desde la red eléctrica (122) comprende recibir al menos un mandato actual.

4. El procedimiento de cualquier reivindicación precedente, en el que dirigir algunas de las señales de energía de CC de entrada (108, 110) a una señal de energía de CC de salida (116) comprende acoplar selectivamente una o más de las señales de energía de CC de entrada (108, 110) a la señal de energía de c C de salida (116).

5. El procedimiento de la reivindicación 4, en el que el acoplamiento selectivo se basa al menos en parte en una detección (202a, 202b) de la energía disponible en las al menos dos señales de energía de CC de entrada (108, 110).

6. El procedimiento de la reivindicación 4 o la reivindicación 5, en el que el acoplamiento selectivo se realiza conmutando (206a, 206b, 206c, 206d) una o más de las al menos dos señales de energía de CC de entrada (108, 110) para acoplarlas selectivamente con la señal de energía de CC de salida (116).

7. Un sistema para suministrar energía alternativa a una red eléctrica (122), comprendiendo el sistema:

una pluralidad de fuentes de energía (102, 104);

uno o más inversores de CA a CC (106) para transformar señales de energía de CA (103) de las fuentes de energía (102) en al menos una señal de energía de CC derivada (108);

un controlador (114) operativo para:

recibir señales de energía (108, 110) desde la pluralidad de fuentes de energía (102, 104) y el uno o más inversores de CA a CC (106);

recibir señales de control (126) desde la red eléctrica (122);

dirigir, en base al menos en parte a las señales de control (126), al menos algunas de las señales de energía recibidas (108, 110) desde la pluralidad de fuentes de energía (102, 104) y el uno o más inversores de CA a CC (106) a una salida de energía de CC (116); y

un único inversor de salida CC a CA (118) para transformar la salida de energía de CC (116) en una señal de salida de energía de CA (119) para su transmisión por medio de la red eléctrica (122); caracterizado por que: el controlador (114) es operativo además para recibir señales de control (126) desde la red eléctrica (122), en el que las señales de control (126) comprenden al menos una señal de sincronización, y en el que el controlador (114) es operativo además para dirigir al menos algunas de las señales de energía recibidas (108, 110) a un dispositivo de almacenamiento de energía (214);

en el que cuando la una o más señales de control (126) indican que no hay demanda de energía, el sistema está configurado para dirigir un exceso de energía al dispositivo de almacenamiento de energía (214); y cuando la una o más señales de control (126) indican que hay demanda de energía, el sistema está configurado para dirigir energía desde el dispositivo de almacenamiento (214) al inversor de salida de CC a CA (118) si el dispositivo de almacenamiento (214) tiene energía disponible y las fuentes de energía alternativa (102, 104) no están generando energía alternativa, con lo que las señales de control (126) incluyen preferentemente información instantánea de la red que incluye tensión, corriente, frecuencia, fase, potencia reactiva, y amplitud.

8. El sistema de la reivindicación 7, en el que la pluralidad de fuentes de energía comprende al menos una de las siguientes: una célula fotovoltaica (104), una célula de combustible, una batería, o una turbina eólica (102).

9. El sistema de cualquiera de la reivindicación 7 o la reivindicación 8, en el que el controlador (114) es operativo además para acoplar selectivamente al menos algunas de las señales de energía (108, 110) recibidas a una salida de energía de CC (116) mediante uno o más conmutadores (206a, 206b, 206c, 206d).

10. El sistema de cualquiera de las reivindicaciones 7 a 9, en el que el inversor de CC a CA (118) ajusta la frecuencia y fase de la señal de salida de energía de CA (119) en base al menos en parte a la señal de sincronización (126) recibida desde la red eléctrica (122).