IT201800005800A1 - Impianto idroelettrico a ciclo chiuso autoalimentato. - Google Patents

Description

DESCRIZIONE DELL’INVENZIONE INDUSTRIALE DAL TITOLO:

Impianto idroelettrico a ciclo chiuso autoalimentato

L’invenzione ha per oggetto un impianto idroelettrico a ciclo chiuso che si autoalimenta in quanto sfrutta, per il sollevamento dell’acqua, la spinta idrostatica del liquido stesso.

RIASSUNTO DELL’ARTE NOTA

Gli impianti idroelettrici a ciclo chiuso sono dotati di due serbatoi posti a quote differenti. L’acqua del serbatoio inferiore viene sollevata, con l’impiego di una pompa reversibile, al serbatoio superiore. Nella fase inversa il liquido scendendo aziona la turbina producendo energia elettrica. Detti impianti non producono vantaggi energetici poiché l’energia elettrica prodotta dalla turbina deve essere, necessariamente, compensata dall’energia elettrica immessa dall’esterno per sostenere il pompaggio.

Scopo dell’invenzione è quello di ottimizzare il rendimento degli impianti idroelettrici a ciclo chiuso eliminando l’apporto di energia esterna per il pompaggio.

DESCRIZIONE

L’idea che sta alla base dell’invenzione è quella di utilizzare, per la movimentazione dell’acqua, una forza alternativa all’energia meccanica trasmessa dalle pompe sfruttando, opportunamente, l’energia già presente dell’impianto.

L’obiettivo è quello di utilizzare il “deposito” di energia potenziale (posizionale) dell’acqua da sollevare modificando, opportunamente, lo stato di equilibrio (quiete) del liquido in modo da trasformare parte dell’energia potenziale in energia cinetica sfruttando l’attitudine del liquido stesso a compiere “lavoro” nella fattispecie di sollevamento.

L’invenzione si riferisce ad un impianto idroelettrico a ciclo chiuso nel quale l’acqua, grazie alla spinta idrostatica, sale dal serbatoio fino alla sommità del tubo di salita. Nella fase inversa scendendo, dopo avere azionato la turbina che produce energia elettrica, ritorna al serbatoio di partenza per ricominciare un nuovo ciclo di salita/di scesa.

Il trovato individua un procedimento che sfrutta, per il sollevamento, la forza antagonista del peso dell’acqua e cioè la spinta idrostatica dell’acqua stessa che viene attivata dalla variazione di pressione creata, ad arte, all’interno del tubo di salita.

Un’attuazione vantaggiosa del trovato prevede l’impiego di una pompa per vuoto posizionata nel tubo di discesa dell’acqua, opportunamente, montata in modo da favorire l’aspirazione dell’aria dalla parte superiore del tubo. Detta pompa per vuoto ha il compito di modificare lequilibrio esistente tra la pressione (atmosferica) insistente sul livello (superficie) dell’acqua da sollevare (serbatoio) e quella (pressione) esistente all’interno del tubo di salita aspirando, non l’acqua, ma soltanto l’aria presente nel tubo al fine di creare una depressione all’interno del tubo stesso.

La differenza di pressione tra l’estremità superiore del tubo di salita e l’estremità inferiore del tubo immerso nell’acqua del serbatoio innesca la spinta idrostatica che permette la salita “libera” dell’acqua dal serbatoio. Detta salita, al netto delle perdite di carico, non sfrutta energia esterna, (proveniente da macchine operatrici) ma è alimentata, come già detto, dalla differenza di pressione (depressione) tra le due estremità del tubo di salita che innesca la spinta idrostatica con conseguente sollevamento del liquido.

L’acqua, raggiunta la parte superiore del tubo di salita, (a rubinetto aperto) precipita, per caduta, lungo il tubo di discesa; aziona la turbina (produzione di energia elettrica) confluendo al serbatoio di partenza per ricominciare, continuativamente, un nuovo ciclo di salita/discesa. Si precisa che la pompa per vuoto viene utilizzata (con consumi energetici irrisori) soltanto nella fase preliminare all’avvio del ciclo produttivo. Essa assolve, unicamente, il compito di “mettere in pressione limpianto” che, di fatto, viene avviato (per poi proseguire, autonomamente, senza ulteriore contributo energetico da parte della pompa per vuoto) con l’apertura del rubinetto posizionato nel tubo di discesa.

In buona sostanza nell’impianto idroelettrico oggetto dell’invenzione si innesca un ciclo continuato di salita/discesa dell’acqua generato dall’alternanza di due forze antagoniste (spinta idrostatica/forza di gravità) che permette, tramite la turbina, la produzione di energia elettrica, in continuo, senza apporti di energia elettrica esterna all’ impianto.

L’invenzione si contraddistingue per la semplicità costruttiva, praticità, facilità di gestione e immediatezza produttiva considerato che rimpianto entra in produzione, in pochi secondi, con la semplice apertura manuale/elettrica del rubinetto posizionato nel tubo di discesa.

Analogamente con la chiusura del rubinetto si arresta l’impianto che “restando in pressione” si mantiene pronto per un rapido riavvio.

Il trovato, quindi, introduce un impianto idroelettrico a ciclo chiuso innovativo e dal bilancio energetico, certamente, vantaggioso poiché produce energia elettrica da fonte rinnovabile, in maniera continuativa, a bassissimo costo.

Le caratteristiche ed i vantaggi dell’invenzione sono evidenti dalla descrizione dettagliata in una forma di realizzazione pratica illustrata, a titolo di esempio non limitativo, nel disegno mostrato nella figura 1 raffigurante un impianto idroelettrico a ciclo chiuso autoalimentato, comprendente: il serbatoio 1 dotato del tubo di salita 2 la cui estremità inferiore 3 è immersa soto il livello dell'acqua 4. Nel tubo di discesa dell’acqua 8 è collegata la pompa per vuoto 6 ed il rubinetto 7 (manuale/elettrico) di chiusura dell’impianto. Ad impianto chiuso, avviando la pompa per vuoto 6 si crea una depressione all’ interno del tubo di salita 2 che innesca, grazie alla spinta idrostatica, la salita dell’acqua verso la sommità 5 del tubo di salita 2. Ciò avviene poiché la pressione all’estremità superiore 5 del tubo di salita 2 (grazie all’azione della pompa per vuoto 6 che determina una diminuzione della pressione atmosferica) è inferiore alla pressione all’estremità inferiore 3 del tubo di salita 2. Detta pressione, infatti, è pari alla somma della pressione atmosferica che agisce sul livello (superficie) dell’acqua 4 ed alla pressione della colonna d’acqua insistente sopra l’estremità inferiore 3 del tubo di salita 2. L’acqua, raggiunta la parte superiore 5 del tubo di salita 2, (a rubinetto 7 aperto) precipita, per caduta, nel tubo di discesa 8; aziona la turbina 9 (produzione di energia elettrica) confluendo, dopo aver perso l’energia cinetica, nel serbatoio 1 per ricominciare un nuovo ciclo di salita/discesa.

L’energia elettrica prodotta, in maniera continuata, dalla turbina può essere (alternativamente/contemporaneamente) immessa in rete attraverso il cavo 10; utilizzata per uso interno con il cavo 11; accumulata mediante una batteria 13 con il cavo 12.

Claims (7)

1. RIVENDICAZIONI DELL’INVENZIONE INDUSTRIALE DAL TITOLO: Impianto idroelettrico a ciclo chiuso autoalimentato L’invenzione ha per oggetto un impianto idroelettrico a ciclo chiuso che si autoalimenta in quanto sfrutta, per il sollevamento dell’acqua, la spinta idrostatica del liquido stesso. RIVENDICAZIONI 1. Impianto idroelettrico a ciclo chiuso autoalimentato, mostrato nel disegno della figura 1, caratterizzato dal fatto di comprendere: il serbatoio 1 dotato del tubo di salita 2 la cui estremità inferiore 3 è immersa sotto il livello dell’acqua 4. Nel tubo di discesa 8 è collegata la pompa per vuoto 6 ed il rubinetto 7 (manuale/elettrico) di chiusura deirimpianto.
2. 2. Impianto idroelettrico a ciclo chiuso autoalimentato, secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che il lavoro di sollevamento dell’acqua, dal serbatoio 1 alla sommità del tubo di salita 2, viene compiuto dalla spinta idrostatica dell’acqua stessa.
3. 3. Impianto idroelettrico a ciclo chiuso autoalimentato, secondo la rivendicazione da 1 a 2, caratterizzato dal fatto che, ad impianto chiuso, (tramite il rubinetto 7) avviando la pompa per vuoto 6 la conseguente aspirazione dell’aria crea una depressione all’ interno del tubo di pompaggio 2. Detta depressione (cioè una differenza di pressione tra l’estremità superiore e l’estremità inferiore del tubo immersa nell’acqua) innesca, grazie alla spinta idrostatica, il sollevamento dell’acqua con conseguente ascesa del liquido verso la sommità del tubo di salita 2.
4. 4. Impianto idroelettrico a ciclo chiuso autoalimentato, secondo la rivendicazione da 1 a 3, caratterizzato dal fatto che l’acqua, raggiunta la parte superiore del tubo di salita 2, (a rubinetto 7 aperto) precipita, per caduta, nel tubo di discesa 8; aziona la turbina 9 (produzione di energia elettrica) confluendo nel serbatoio 1 per ricominciare un nuovo ciclo di salita/discesa. L’energia elettrica prodotta, in maniera continuata, dalla turbina può essere (alternativamente/contemporaneamente) immessa in rete attraverso il cavo 10; utilizzata per uso interno con il cavo 11 ; accumulata mediante una batteria 13 con il cavo 12.
5. 5. Impianto idroelettrico a ciclo chiuso autoalimentato, secondo la rivendicazione da 1 a 4, caratterizzato dal fatto che si innesca un ciclo continuato di salita/discesa dell’acqua generato dallalternanza di due forze antagoniste (spinta idrostatica/forza di gravità) che permette, tramite la turbina, la produzione di energia elettrica, in maniera continuata, senza apporti di energia elettrica esterna all'impianto.
6. 6. Impianto idroelettrico a ciclo chiuso autoalimentato, secondo la rivendicazione da 1 a 5, caratterizzato dal fatto che alla sommità del tubo di salita viene collegato un altro serbatoio (superiore) che riceve l’acqua proveniente dal serbatoio inferiore. Detto serbatoio superiore ha la funzione di accumulare l’acqua, secondo fabbisogni specifici, con la conseguenza che l’apertura e la chiusura del flusso di arrivo e di scarico consente la modulazione della produzione di energia in orari programmati.
7. 7. Impianto idroelettrico a ciclo chiuso autoalimentato, secondo la rivendicazione da 1 a 6, caratterizzato dal fatto che dal serbatoio inferiore partono due o più tubi di salita raccordati sia direttamente o tramite un serbatoio superiore a due o più tubi di discesa, in ognuno dei quali sono collegate una pompa per vuoto e una turbina elettrica anche di potenze differenti.