ES2888251A1 - GEO (ELECTRONIC OPTIMIZED MANAGEMENT OF ELECTRICAL ENERGY) (Machine-translation by Google Translate, not legally binding) - Google Patents
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Abstract
Description
DESCRIPCIÓNDESCRIPTION
GEO (GESTION ELECTRONICA OPTIMIZADA DE LA ENERGIA ELECTRICA)GEO (OPTIMIZED ELECTRONIC MANAGEMENT OF ELECTRIC ENERGY)
OBJETO DE LA INVENCIÓNOBJECT OF THE INVENTION
La presente invención se refiere a un nuevo circuito, aparato, sistema, equipo capaz de gestionar la energía eléctrica combinando las distintas fuentes disponibles con las cargas existentes. Cuando estas cargas no sean reactivas, la energía almacenada en corriente continua se suministra en la misma forma, es decir, sin convertirla en corriente alterna, permitiendo el funcionamiento de sus cargas independientemente de la naturaleza del suministro eléctrico (corriente continua y alterna) y con una eficiencia y fiabilidad sin precedentes evitando así las perdidas energéticas en la conversión de tensión y tipo de corriente y los problemas que genera el uso de la corriente alterna al convertirla (armónicos.....) y aplicable a cualquier tipo de máquinas, herramientas, sistemas, equ ipos........que precisen de suministro eléctrico.The present invention refers to a new circuit, apparatus, system, equipment capable of managing electrical energy by combining the different sources available with the existing loads. When these loads are not reactive, the energy stored in direct current is supplied in the same way, that is, without converting it into alternating current, allowing the operation of its loads regardless of the nature of the electrical supply (direct and alternating current) and with unprecedented efficiency and reliability thus avoiding energy losses in the conversion of voltage and type of current and the problems generated by the use of alternating current when converting it (harmonics...) and applicable to any type of machines, tools , systems, equipment..........that require electricity supply.
Hay que decir que estas cargas, incluyendo las electrónicas con impedancia de entrada en puente rectificador, pueden ser alimentadas tanto en corriente continua como en alterna ya que la polaridad resulta irrelevante, siempre y cuando el valor eficaz sea el mismo o esté dentro del mismo rango.It must be said that these loads, including the electronic ones with rectifier bridge input impedance, can be supplied both in direct current and in alternating current since the polarity is irrelevant, as long as the effective value is the same or is within the same range. .
CAMPO DE LA INVENCIONFIELD OF THE INVENTION
Esta invención tiene su aplicación en el suministro de energía eléctrica a todos los circuitos, aparatos, sistemas, equipos.....que utilicen energía eléctrica y que no tengan una impedancia de entrada reactiva. This invention has its application in the supply of electrical energy to all circuits, devices, systems, equipment... that use electrical energy and that do not have a reactive input impedance.
ANTECEDENTES DE LA INVENCIONBACKGROUND OF THE INVENTION
Como es conocido, la corriente continua es la forma en que la energía eléctrica está presente en la naturaleza y fue descubierta por Volta en el desarrollo de la primera pila eléctrica. La batería y/o acumulador es la forma más común de almacenamiento de la energía eléctrica y funciona a tensión continua suministrando corriente continua.As is known, direct current is the form in which electrical energy is present in nature and was discovered by Volta in the development of the first electric battery. The battery and/or accumulator is the most common form of electrical energy storage and works at direct voltage supplying direct current.
La energía eléctrica es el producto de la tensión por la intensidad por el factor de potencia por unidad de tiempo, por lo que para transportar grandes cantidades con tensiones bajas se necesitan corrientes muy altas y por tanto grandes secciones de conductor.Electrical energy is the product of the voltage times the intensity times the power factor per unit of time, so to transport large quantities with low voltages, very high currents are needed and therefore large sections of conductor.
En la actualidad, la mayor parte de los equipos electrónicos que requieren fluido eléctrico incorporan circuitos electrónicos, cuyo funcionamiento es en corriente continua de baja tensión, por lo que se hace necesario transformar y rectificar el fluido eléctrico recibido de corriente alterna a corriente continua con ventaja (estabilización, filtrado.....). Dicho proceso puede ser realizado bien mediante un transformador o mediante una fuente de alimentación conmutada. En la actualidad, la alternativa dominante es esta, ya que presenta ventajas frente a los transformadores, que se quedan como elementos pesados con grandes pérdidas (corriente de Foucault, pérdidas caloríficas Joule.....) y usan mucho cobre, lo que encarece los mismos.At present, most of the electronic equipment that requires electrical fluid incorporates electronic circuits, whose operation is in low voltage direct current, for which it is necessary to transform and rectify the electrical fluid received from alternating current to direct current with advantage. (stabilization, filtering.....). Said process can be carried out either by means of a transformer or by means of a switching power supply. Currently, the dominant alternative is this, since it has advantages over transformers, which remain as heavy elements with large losses (eddy current, Joule heat losses...) and use a lot of copper, which makes it more expensive the same.
Esto nos lleva a la viabilidad del actual invento para el suministro de energía en corriente continua para todos los circuitos, aparatos, sistemas equipos...que no presenten una carga reactiva (incluidos los dotados de fuente de alimentación conmutada que presentan una impedancia de entrada en forma de puente rectificador). This leads us to the feasibility of the current invention for the supply of direct current power for all circuits, devices, equipment systems... that do not have a reactive load (including those equipped with a switching power supply that have an input impedance in the form of a bridge rectifier).
DESCRIPCIÓN DE LA INVENCIÓNDESCRIPTION OF THE INVENTION
El sistema electrónico de gestión de energía eléctrica que la invención propone constituye una novedad dentro de su campo de aplicación, ya que la invención consiste en suministrar en la misma forma (corriente continua) la energía eléctrica generada y consumida, siempre y cuando tengan la misma tensión eficaz (independientemente de la frecuencia) dentro de los márgenes tolerados por el emisor y por el receptor.The electronic electrical energy management system that the invention proposes constitutes a novelty within its field of application, since the invention consists of supplying the generated and consumed electrical energy in the same way (direct current), as long as they have the same effective voltage (regardless of frequency) within the margins tolerated by the transmitter and receiver.
Este sistema está formado por una unidad de control electrónica y una unidad de acumulación con interacción entre las mismas.This system is made up of an electronic control unit and an accumulation unit with interaction between them.
Las entradas de energía pueden proceder de diversas fuentes como son la solar, la eólica, grupos electrógenos, red convencional, hidraúlica....... El sistema de acumulación está formado por agrupación en serie de células de distintas tecnologías (plomo, litio ..).The energy inputs can come from various sources such as solar, wind, generator sets, conventional network, hydraulic... The storage system is made up of a series of cells of different technologies (lead, lithium ..).
El conjunto posee un dispositivo electrónico de control que es capaz de gestionar la intervención de cualquiera de las generadoras de energía eléctrica, en cada momento, así como la recarga de los acumuladores (en caso de llevarlos). De esta manera, el dispositivo electrónico de control es capaz de detectar el estado de carga de los acumuladores (en caso de llevarlos) actuando en consecuencia. Ante un nivel bajo de carga de los mismos gestionará la entrada de energía de forma óptima.The set has an electronic control device that is capable of managing the intervention of any of the electric power generators, at any time, as well as the recharging of the accumulators (if any). In this way, the electronic control device is capable of detecting the state of charge of the accumulators (if any) and acting accordingly. In the event of a low charge level, it will manage the energy input optimally.
Para un servicio normal, se establecen, mediante el adecuado programa informático, ciclos de carga de frecuencia y duración dependientes del tipo de acumulador. For normal service, using the appropriate computer program, charge cycles of frequency and duration depending on the type of accumulator are established.
DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOSDESCRIPTION OF THE DRAWINGS
Para completar la descripción que se está realizando y con objeto de ayudar a una mejor comprensión de las características del invento, se acompaña a la presente memoria descriptiva como parte integrante de la misma, una hoja de esquemas en la cual con carácter ilustrativo y no limitativo se ha representado lo siguiente:To complete the description that is being made and in order to help a better understanding of the characteristics of the invention, a sheet of diagrams is attached to this specification as an integral part of it, in which, by way of illustration and not limitation the following has been represented:
El dibujo 1 muestra el esquema de funcionamiento de un sistema tradicional de alimentación ininterrumpida.Drawing 1 shows the operating scheme of a traditional uninterruptible power supply system.
En el dibujo 2 se puede ver un transformador y la representación gráfica del proceso de transformación de la energía.In drawing 2 you can see a transformer and the graphic representation of the energy transformation process.
En el dibujo 3 se muestra una representación gráfica del suministro eléctrico en corriente alterna, representando el Valor eficaz del suministro.Drawing 3 shows a graphic representation of the electrical supply in alternating current, representing the effective value of the supply.
En el dibujo 4 se representa gráficamente el puente rectificador de la etapa de entrada de una fuente de alimentación conmutada.Drawing 4 graphically represents the rectifier bridge of the input stage of a switching power supply.
En el dibujo 5 se representa gráficamente la tensión de salida al rectificar la corriente alterna.In drawing 5 the output voltage is graphically represented when rectifying the alternating current.
En el dibujo 6 se representa gráficamente la corriente alterna rectificada con una carga.In drawing 6, the rectified alternating current with a load is graphically represented.
En el dibujo 7 se representa el diagrama funcional. In drawing 7 the functional diagram is represented.
REALIZACIONES PREFERENTES DE LA INVENCIÓNPREFERRED EMBODIMENTS OF THE INVENTION
El sistema consta de acumuladores de energía eléctrica conectados en serie hasta alcanzar el intervalo de la tensión de suministro. Un cargador / fuente, carga y mantiene los acumuladores (en flotación) mientras existe tensión de entrada. Los acumuladores dan tensión a las cargas cuando el cargador / fuente no da suficiente energía. En caso de fallo total de suministro, las cargas no aprecian ninguna variación ya que la alimentación proviene íntegramente de los acumuladores. El sistema monitoriza el nivel de carga de las baterías y gestiona las salidas en función de la importancia de las mismas y el tiempo de autonomía restante. En el supuesto de que los acumuladores lleguen a un punto crítico de descarga sin haberse restablecido el suministro, una alarma advierte la situación y corta la salida para proteger las baterías.The system consists of accumulators of electrical energy connected in series until reaching the range of the supply voltage. A charger / source charges and maintains the accumulators (in float) while there is input voltage. The accumulators supply voltage to the loads when the charger/source does not supply enough energy. In the event of a total supply failure, the loads do not appreciate any variation since the power supply comes entirely from the accumulators. The system monitors the level of charge of the batteries and manages the outputs based on their importance and the remaining autonomy time. In the event that the accumulators reach a critical point of discharge without having restored the supply, an alarm warns of the situation and cuts off the output to protect the batteries.
Asimismo, cuando existe una fuente de suministro variable como la procedente de energía solar, eólica, hidráulica,...... ,.los acumuladores almacenan energía eléctrica y suministran a las cargas. En el caso de red eléctrica se puede utilizar las tarifas periódicas para cargar en los intervalos más rentables.Likewise, when there is a variable supply source such as that from solar, wind, hydraulic energy, ...... ,.the accumulators store electrical energy and supply the loads. In the case of the electricity network, periodic rates can be used to charge at the most profitable intervals.
Un equipo de control se encarga de conectar las distintas fuentes de energía con las diferentes cargas, optimizando la gestión energética, transfiriendo redes, almacenando, suministrando energía sin interrupción, adquiriéndola en el periodo más rentable, estabilizándola, filtrándola...... A control team is responsible for connecting the different energy sources with the different loads, optimizing energy management, transferring networks, storing, supplying energy without interruption, acquiring it in the most profitable period, stabilizing it, filtering it...
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Ref document number: 2888251 Country of ref document: ES Kind code of ref document: A1 Effective date: 20220103 |
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