WO2010086473A1 - Planta para explotación de energía eólica mediante aire comprimido - Google Patents

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WO2010086473A1
WO2010086473A1 PCT/ES2010/000014 ES2010000014W WO2010086473A1 WO 2010086473 A1 WO2010086473 A1 WO 2010086473A1 ES 2010000014 W ES2010000014 W ES 2010000014W WO 2010086473 A1 WO2010086473 A1 WO 2010086473A1
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compressed air
plant
wind energy
exploitation
air
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Alfonso Cobos De La Fuente
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Universidad Politécnica de Madrid
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Definitions

  • the present invention relates to a set of systems comprising a complete collection, liquefaction plant for storage and use of wind energy.
  • the plant includes the applicable aeroturbines, the necessary devices for the conversion of wind energy into compressed air, the treatment of liquefaction until its storage and, also, the different ways of industrial use of said energy, mainly for the generation of electricity.
  • the plant has a general scope in the power generation energy sector. It is very appropriate in renewable energy applications and in all the various industrial uses of liquid air.
  • the present invention describes a plant for using wind energy in such circumstances, that the supply with ecological energies is fundamental for the development and future life on our planet.
  • the recommended invention achieves the following advantages: "The storage method allows the used flow to be provided with a constant pressure, which represents an exceptional advantage for the devices that subsequently have to take advantage of said energy. This means that a highly variable energy such as that of the wind is transformed into another of equivalent power but of high quality. ⁇ With the recommended patent the problems of conventional wind turbines caused by wind gusts such as the so-called flicker, voltage fluctuations and others, and even by the number disappear of revolutions of the aeroturbine, since all possible variations are absorbed and stabilized by the storage system itself.With sufficient storage, the required supply is guaranteed or electricity can be injected into the network at the most interesting moment. Commonly used mechanisms are used, such as compressors, pumps, motors, pipes and exchangers, which reduce the cost of facilities.
  • Liquid air requires a very low and easily pressurizable storage volume.
  • Air is a cleaner fluid than oil against leaks or breaks in pipes and mechanisms.
  • the present invention relates to a plant for the exploitation of wind energy comprising a set of devices located in specialized areas.
  • a catchment area another one for the process of compressed air until its liquefied storage and another gasification zone passes its application to the generation turbines.
  • Wind energy collection can be done with turbines of any kind, including vertical axis. Following the hub of the turbine, a hollow shaft transmits the torque produced to the gondola. The flow of flow and cables between the static area of the gondola and the rotation in the aeroturbine is carried out through the hollow part of the shaft by means of a coaxial fitting. Subsequently, on said axis there is a safety brake, usually with spring discs and pneumatic disengagement, and then a multiplier with various secondary output shafts, provided with two pneumatic actuating clutches, which end in the compressors of the first stage.
  • a safety brake usually with spring discs and pneumatic disengagement
  • a multiplier with various secondary output shafts provided with two pneumatic actuating clutches, which end in the compressors of the first stage.
  • At least one of the referred compressors will be variable flow and all will have a constant maximum operating pressure.
  • the computer control system will determine, from the average turning speed, the available torque and the requested performance, the compressor's entry into service.
  • the required load to the turbine varies from zero to the maximum established by the full operation of all compressors.
  • the turbine When the wind is calm, the turbine has stopped, but when the movement begins and its speed reaches a certain value, the blades of the turbine, fully deployed, begin their rotation with zero power requirement, that is, with the compressors disconnected
  • the variable flow compressor is connected and leveling the load according to the wind availability. This allows the wind turbine to come into service at a very low wind speed.
  • the orientation of the gondola is produced by bidirectional pneumatic motors with a flow divider, acting by means of the corresponding pinions on the toothed crown fixed in the tower.
  • the Ia can be admitted here Oil hydraulic option for the same reasons described above. All metal parts are connected to a land network without prejudice to the lightning protection considered necessary.
  • the rear part of the gondola is occupied by a pneumatic accumulator that allows the operation of all auxiliary functions assigned to the gondola even when the turbine is stopped.
  • the main compressor flow of the initial stage passes from gondola to tower through another coaxial flow fitting and cables.
  • the flows of the various wind turbines are unified in a general pipeline to give way to the liquefaction process.
  • Various methods of air liquefaction are known, any of them will be applicable, thus, the LINDE method essentially applies a compression, the heat produced is removed and then the fluid is expanded.
  • the method recommended in this invention comprises these schematic guidelines, but adapted to the particular conditions of the intended process.
  • the general pipeline fluid has been compressed at the gondola pressure with the motive energy obtained in the turbines and is hot, it must be cooled in an exchanger and then it is passed to a regulating tank, where it continues to cool, so that Water vapor is liquefied at the bottom, and can be drained by opening a valve.
  • This regulating tank has a maximum and minimum pressure switch to regulate the operation of the rest of the process. When the pressure switch indicates the maximum pressure, the actual liquefaction stages, consisting of compression, cooling and expansion, which will be repeated as many times as necessary until the air results in a liquefied portion, are started. At this time, the biphasic mixture is passed to a separator tank, where the liquid remains at the bottom and the gas above.
  • This gas returns to the inlet of the last compressor for which a regulating capillary tube is interposed, while Ia Liquid portion is pumped at the desired pressure into the storage cells.
  • the necessary engines use gas from the turbines. The reason for liquefaction is justified by the large reduction in volume that the air experiences when it becomes a liquid, which facilitates its storage and pumping at high pressures.
  • the energy storage is carried out in a series of cells consisting of vertical cylinders of sufficient diameter that contain the pressurized fluid. Closing the upper base of each cylinder provides a piston of similar length to that of the cylinder, and with the necessary sealing elements. This piston supports at its upper end a large weight located in containers. These regular section containers are constructed, at least in their lower area, of reinforced concrete.
  • the storage cylinders are placed isolated or in groups under the same gravitational container, always with symmetry and load balancing that guarantee equal pressure in all cylinders.
  • This type of gravitational storage is the only one that maintains the constant pressure in the next gasification and power zone, whether the turbine produces a higher flow than the court, in which case the piston will ascend by storing the excess, as if the consumption exceeds the energy produced, in which case you have to give it up, lowering the plunger.
  • the pressure is regulated for any flow demanded in the next gasification and consumption zone, even when the wind is calm.
  • the weight of the containers is produced with inert materials such as rocks, sand and earth, whose gravitational force divided by the surface of the section of the cylinder that supports them shows the working pressure of the gasification process until the entrance of the turbines.
  • the zone of cylinders will be at an adequate temperature and the thermal insulation necessary to reduce the gasification inside the cylinder will be established, as a natural "self-cooling" process.
  • Gas, liquid or a mixture of both can escape from the storage cylinders, but in any case at a very low temperature.
  • the next gasification phase intends to place the gas generation turbine at the inlet outlet pressure of the storage cylinders and at an appropriate temperature for good process performance. This will require a significant amount of heat, which will be obtained from all exchangers located next to the compressors and the last one that will recover the heat from the turbine's exhaust gases. To guarantee adequate temperature at the inlet of the turbine, it will be preceded by an automatic combustion chamber. And finally the aforementioned turbine whose drive shaft is connected to the electric power generator.
  • the use of the energy achieved has multiple applications. There is normally an area of electricity generation with various groups to supply different powers, each consisting of a turbine with its generator. As the pressure is guaranteed for any required flow and the temperature at the inlet of the turbine, its operation is constant and, synchronizing the frequency, they can be connected directly to the network without the need for converters. This procedure eliminates the fearsome effect of variations in wind gusts, as well as harmonics, and any other occasional variation, giving a tension typical of a constant operation of the generator.
  • the storage and use procedure described in this patent can be applied for energies from sources other than those indicated and with difficult regulation, such as photovoltaic, hydraulic and others.
  • Liquefied air can be used for any of the possible industrial purposes, from appropriately placed intakes.
  • command and control center Here the decisions of storage and energy supply are made, such as the time to inject electrical energy into the network.
  • the command and control system of the different actuators of the installation can be computerized, centered or dispersed by areas as appropriate.
  • Figure 1 corresponds to a schematic view of a complete installation according to the proposed patent. In it you can see the areas more features and the layout of its basic elements. In the catchment area are indicated the turbines, 11, with their gondola, 12, and tower, 13. The compressed air in the gondolas lowers the towers and gathers in a main pipe, 14, to a regulatory tank, 15.
  • the liquefaction means 118 where the liquefaction occurs in a series of stages or steps, comprise: exchangers, 16, which act as cooling means, compressors or compression means, 17, and expansion means, 18. This process ends in the separation receiver, 19, from where the liquid is pumped through pumping means, 119, to the cells or storage means, 111.
  • the gasification is produced by providing heat in the exchangers, 16, which act as heating means, and in the combustion chamber, 112, to the main turbine, 113, connected to the generator, 114, The exhaust gases are expelled by a chimney, 115.
  • Other uses of the liquefied air will be disposed from the corresponding intake, 117, and all managed by a control center, 116.
  • Figure 2 also shows schematically the basic elements of the gondola with the pneumatic circuits thereof.
  • the axis of the turbine penetrates the gondola, 41, and then a brake, 42, follows the multiplier box with two or four secondary gears, 43, provided with two clutches, 44, prior to the main compressors, 45.
  • the orientation motors, 46 provided with a flow divider, 47.
  • the concentric rotary connectors one in the main pipe, 49, to pass to the tower and another secondary, 410, which guarantees the passage of fluid and cables from The gondola to the aeroturbine, 411.
  • An engine, 412 allows the production of the electric power of maintenance in gondola.
  • the accumulator 413 allows to maintain pressurized air for any use in gondola, although the turbine is stopped.
  • Figures 3, 3A show the sectioned components of the storage area with tetracellular cells, and their storage cylinders fluid, 51, pistons, 52, and on them weight containers, 53.
  • Figure 3A shows an embodiment with a single cylinder.
  • This preferred embodiment is composed of three distinct areas: collection, liquefaction for storage and gasification for the use of the energy obtained.
  • a safety brake 42 usually with spring discs and pneumatic disengagement, or if hydraulic is preferred and then a multiplier 43 with various secondary output shafts, provided with two clutches 44 of pneumatic or hydraulic drive, which terminate in the main compressors 45 to start the circuit under pressure. At least one of said compressors will operate in a wide range of variable flow and all will have a constant nominal operating pressure.
  • the gondola orientation system controls the operation of the hydraulic or pneumatic bidirectional orientation motors 46 regulated by an orientation flow divider 47, which act on pinions that engage in a toothed crown of the tower 13.
  • auxiliary pneumatic pressure accumulator 413 In the rear part of the gondola there is an auxiliary pneumatic pressure accumulator 413 that will allow the operation of all auxiliary gondola functions, including the estimated hydraulic applications, even when the turbot is stopped.
  • a pneumatic motor with generator 412 is available for the production of auxiliary electrical energy in the turbine.
  • the liquefaction takes place in several steps or stages in the liquefaction means 118, which comprise compression means 17, then the compressed air is passed through the hot side of an exchanger that acts as cooling means 16, yielding heat, and as end of stage an expansion, collecting the gas in a tank that acts as means of expansion 18, with the possibility of draining liquid water to condense.
  • the final stage achieves, after the expansion, an important fraction of liquefied air by disposing the biphasic mixture in a separator tank 19.
  • the liquid fraction is pumped 119 at the storage pressure 111 and the gas returns to the admission of the last compressor collaborating in the lowering its inlet temperature by means of a mixing exchanger 110.
  • the high pressure that can be applied to liquefied air allows a lot of energy to be stored in relatively small areas such as regulating cylinders 51. They are constructed with steel sleeves, covered with reinforced concrete and thermally insulated.
  • the piston 52 also with an alloy steel and concrete cover inside, except the central part occupied by a hole in which the outlet tube loosely penetrates, allowing the evacuation of the possible gas existing in the upper part of the cylinder.
  • Large containers with weights 53 are arranged on the plungers, which can be mounted simply, Figure 3A, or in four-cylinder cells, Figure 3, both concrete cases and plates filled with rocks and earth.
  • the main outlet line passes through the cold side of the exchangers 16, indicated above, collecting the heat of compression of the liquefaction phase and the exhaust gases of the turbine 113.
  • the gases enter an isobaric combustion chamber and automatic 112 that produces the output of the gases at a certain temperature to access
  • Ia main turbine 113 with intermediate reheating whose axis moves the generator 114.
  • the gases leaving the turbine are still hot, they give up heat from the last exchanger and are released into the atmosphere by a tower or chimney 115.
  • the control and management of the plant takes place in an annexed building 116.

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Abstract

La presente invención trata de una planta para explotación de energía eólica que utiliza como fluido aire comprimido, comprendiendo captación, licuefacción para almacenamiento y utilización de dicha energía. La captación con aeroturbinas (11), cuyo eje motriz hace girar compresores que producen en una primera etapa aire a presión, sigue un proceso de licuefacción hasta su almacenamiento a presión (111). Posteriormente se gasifica este líquido obteniéndose aire a la misma presión de almacenamiento que pasa por una cámara de combustión (112) y mueve turbinas (113) con sus correspondientes generadores. Otros usos industriales del aire licuado son compatibles (117).

Description

PLANTA PARA EXPLOTACIÓN DE ENERGÍA EÓLICA MEDIANTE AIRE
COMPRIMIDO
Campo de Ia invención La presente invención se refiere a un conjunto de sistemas que comprenden una planta completa de captación, licuefacción para almacenamiento y utilización de energía eólica. La planta incluye las aeroturbinas aplicables, los dispositivos necesarios para Ia conversión de Ia energía eólica en aire comprimido, el tratamiento de licuefacción hasta su almacenamiento y, también, las diferentes maneras de utilización industrial de dicha energía, fundamentalmente para Ia generación de electricidad.
La planta tiene un ámbito de aplicación general en el sector energético de generación eléctrica. Es muy apropiada en aplicaciones de energías renovables y en todos los diversos usos industriales del aire líquido.
Antecedentes de Ia invención
El agotamiento progresivo de los llamados combustibles fósiles ha originado Ia búsqueda de cualquier otro recurso ostensible de producir energía. En nuestra atmósfera se originan naturalmente grandes movimientos de aire, cuya energía cinética puede ser captada por aeroturbinas y transformada en otras formas de energía. Antiguamente Ia navegación a vela y los persas utilizaron los primeros molinos de viento (600 a. C). Posteriormente también Ia fuerza eólica se utilizó en los típicos molinos de grano manchegos o en las bombas de agua holandesas.
Actualmente el uso más frecuente de las aeroturbinas está en los aerogeneradores eléctricos, que se instalan agrupados formando parques eólicos. Sin embargo, no es esta Ia única aplicación y son muy diversas las formas mediante las cuales hoy se pretende utilizar Ia fuerza del viento y múltiples las patentes que protegen los conocimientos técnicos alcanzados hasta Ia fecha. Se ha procurado transformar Ia energía de las aeroturbinas en energía de aire a presión, US 2008/0047271 A1 , o en aceites a presión, como Ia aeroturbina de velas US2007024058 que bombea aceite hasta Ia cimentación estando presurizado por un gas, o en energía potencial como WO20077001154 que utiliza Ia energía eólica para elevar agua a un depósito y utilizarla en turbinas hidráulicas.
Pero Ia aplicación de Ia fuerza del viento, tan variable y sin control posible, a Ia generación eléctrica, tiene un grave problema de almacenamiento, dada Ia imposibilidad de adaptar una aleatoria producción a Ia demanda y todos estos desarrollos son formas parciales que no han llegado a ser una solución del problema, tal como Ia presente invención pretende.
Descripción de Ia invención La presente invención, describe una planta para utilizar energía eólica en circunstancias tales, que el abastecimiento con energías ecológicas es fundamental para el desarrollo y Ia vida futura en nuestro planeta.
La invención preconizada consigue las siguientes ventajas: " El método de almacenamiento permite dotar al flujo utilizado de una presión constante, Io cual representa una ventaja excepcional para los dispositivos que posteriormente han de aprovechar dicha energía. Esto significa que una energía altamente variable como Ia del viento se transforma en otra de poder equivalente pero de elevada calidad. ~ Con Ia patente preconizada desaparecen los problemas de los aerogeneradores convencionales originados por las ráfagas de viento como el llamado parpadeo (flicker), fluctuaciones de tensión y otros, e incluso por el número de revoluciones de Ia aeroturbina, pues todas las posibles variaciones son absorbidas y estabilizadas por el propio sistema de almacenamiento. Disponiendo de suficiente almacenamiento se garantiza el suministro requerido o se puede inyectar electricidad a Ia red en el momento más interesante. Se utilizan mecanismos de uso corriente, tales como compresores, bombas, motores, tuberías e intercambiadores, que reducen el coste de las instalaciones.
Cuando se utilizan aeroturbinas de palas retráctiles se produce una importante mejora en el transporte y en Ia instalación. Para los generadores actuales y futuros se requieren grandes potencias, que necesitan palas de longitud considerable, Io cual dificulta el transporte y el montaje en una sola pieza, de aquí que tengan gran interés las palas con varios tramos, servidos desde fábrica ya montados dentro del primero. Igualmente, frente a vientos extremos las palas quedan completamente retraídas, reforzándose estructuralmente entre sí, y ofreciendo Ia menor resistencia al arrastre, Io que origina un mínimo momento al vuelco en Ia torre y en consecuencia menor necesidad de cimentación.
Otras ventajas son particularmente ofrecidas por el procedimiento que utiliza aire comprimido respecto de los oleohidráulicos:
No son necesarios circuitos de retorno, que incluirían depósitos reguladores de aceite, rebombeo a las torres y otros equipos auxiliares.
El aire líquido requiere un volumen de almacenamiento muy bajo y fácilmente presurizable.
El aire es un fluido más limpio que el aceite frente a fugas o roturas de tuberías y mecanismos.
Estas y otras ventajas se irán desprendiendo de Ia descripción que sigue. La presente invención se refiere a una planta para Ia explotación de Ia energía eólica que comprende un conjunto de dispositivos situados en zonas especializadas. Un área de captación, otra para el proceso del aire comprimido hasta su almacenamiento licuado y otra zona de gasificación pasa su aplicación a las turbinas de generación.
La captación de energía eólica puede realizarse con aeroturbinas de cualquier tipo, incluido las de eje vertical. A continuación del buje de Ia aeroturbina, un eje hueco transmite el par producido a Ia góndola. El tránsito de flujo y cables entre Ia zona estática de góndola y Ia de giro en Ia aeroturbina se realiza por Ia parte hueca del eje mediante un racor coaxial. Sucesivamente, sobre dicho eje se dispone un freno de seguridad, normalmente de discos con resorte y desacoplamiento neumático, y a continuación un multiplicador con diversos ejes secundarios de salida, dotados de sendos embragues de accionamiento neumático, que terminan en los compresores de Ia primera etapa.
Al menos uno de los referidos compresores será de caudal variable y todos tendrán una presión máxima de funcionamiento constante. El sistema de mando informático determinará, a partir de Ia velocidad media de giro, del par disponible y de las prestaciones solicitadas, Ia entrada en servicio de los compresores. La carga requerida a Ia aeroturbina varía desde cero hasta el máximo establecido por el pleno funcionamiento de todos los compresores. Cuando el viento está en calma Ia aeroturbina se haya parada, pero cuando inicia el movimiento y su velocidad llega a un determinado valor, las palas de Ia aeroturbina, completamente desplegadas, inician su giro con requerimiento de potencia nula, es decir, con los compresores desconectados. Conforme Ia velocidad media del viento progresa el compresor de caudal variable se conecta y va nivelando Ia carga de acuerdo con las disponibilidades de viento. Esto permite una entrada en servicio del aerogenerador a muy baja velocidad de viento. Cuando el viento aumenta se recogerá toda Ia energía disponible con Ia entrada en servicio el resto de los compresores, hasta que Ia energía facilitada por Ia aeroturbina supere a Ia potencia nominal del sistema, en cuyo caso se producirá Ia retracción de los tramos móviles en las palas retráctiles o Ia actuación del sistema de cambio de paso en las aeroturbinas con palas de un solo tramo.
La orientación de Ia góndola se produce por motores bidireccionales neumáticos con divisor de flujo, actuando mediante los correspondientes piñones sobre Ia corona dentada fijada en Ia torre. Puede admitirse aquí Ia opción oleohidráulica por las mismas razones descritas anteriormente. Todas las partes metálicas están conectadas a una red de tierras sin perjuicio de Ia protección de pararrayos considerada necesaria.
La parte trasera de Ia góndola es ocupada por un acumulador neumático que permite el funcionamiento de todas las funciones auxiliares asignadas a Ia góndola aún cuando Ia aeroturbina esté parada.
El flujo del compresor principal de Ia etapa inicial pasa de góndola a torre por otro racor coaxial de flujo y cables.
A Ia altura de Ia superficie terrestre los flujos de los diversos aerogeneradores se unifican en una tubería general para dar paso al proceso de licuefacción. Se conocen diversos métodos de licuefacción de aire, cualquiera de ellos será aplicable, así, el método de LINDE esencialmente aplica una compresión, se retira el calor producido y a continuación se expansiona el fluido. El método preconizado en esta invención comprende estas pautas esquemáticas, pero adaptadas a las condiciones particulares del proceso que se pretende.
El fluido de Ia tubería general ha sido comprimido a Ia presión de góndola con Ia energía motriz obtenida en las aeroturbinas y se halla caliente, debe enfriarse en un intercambiador y seguidamente se pasa a un depósito regulador, donde se continúa enfriando, por Io que parte del vapor de agua se licúa en el fondo, pudiendo ser drenado abriendo una válvula. Este depósito regulador dispone de un presostato de máxima y mínima para regular el funcionamiento del resto del proceso. Cuando el presostato indica Ia presión máxima se ponen en marcha las etapas de licuefacción propiamente dichas, consistentes en compresión, enfriamiento y expansión, que se repetirán las veces necesarias hasta que el aire resulte en una porción licuado. En este momento se pasa Ia mezcla bifásica a un depósito separador, donde queda el líquido en el fondo y el gas arriba. Este gas retorna a Ia entrada del último compresor para Io que se interpone un tubo capilar regulador, mientras que Ia porción líquida se bombea a Ia presión deseada pasando a las celdas de almacenamiento. Los motores necesarios utilizan gas procedente de las aeroturbinas. La razón de Ia licuefacción se justifica por Ia gran reducción de volumen que experimenta el aire al convertirse en líquido, Io que facilita su almacenamiento y bombeo a altas presiones.
El almacenamiento de energía se realiza en una serie de celdas constituidas por cilindros verticales de suficiente diámetro que contienen el fluido a presión. Cerrando Ia base superior de cada cilindro se dispone un émbolo de longitud similar a Ia del cilindro, y con los elementos de estanqueidad necesarios. Este émbolo soporta en su extremo superior un gran peso situado en contenedores. Estos contenedores de sección regular están construidos, al menos en su zona inferior, de hormigón armado. Los cilindros de almacenamiento se colocan aislados o en grupos bajo un mismo contenedor gravitatorio, siempre con simetría y equilibrio de cargas que garanticen Ia igualdad de presión en todos los cilindros. Este tipo de almacenamiento gravitatorio es el único que mantiene Ia presión constante en Ia zona siguiente de gasificación y potencia, tanto si Ia aeroturbina produce un caudal superior al demandado, en cuyo caso el émbolo ascenderá almacenando el exceso, como si el consumo supera Ia energía producida, en cuyo caso ha de cederlo, descendiendo el émbolo. Así se regula Ia presión para cualquier caudal demandado en Ia zona siguiente de gasificación y consumo, incluso cuando el viento esté en calma. El peso de los contenedores se produce con materiales inertes como rocas, arena y tierra, cuya fuerza gravitatoria dividida por Ia superficie de Ia sección del cilindro que los soporta muestra Ia presión de trabajo del proceso de gasificación hasta Ia entrada de las turbinas. La zona de cilindros estará a una temperatura adecuada y se establecerá el aislamiento térmico necesario para reducir Ia gasificación dentro del cilindro, como proceso natural de "auto refrigeración".
De los cilindros de almacenamiento puede salir gas, líquido o una mezcla de ambos, pero en cualquier caso a muy baja temperatura. La siguiente fase de gasificación pretende colocar a Ia entrada de Ia turbina de generación gas a Ia presión de salida de los cilindros de almacenamiento y a una temperatura apropiada para un buen rendimiento del proceso. Ello va a requerir una importante cantidad de calor, que se obtendrá de todos los intercambiadores situados a continuación de los compresores y del último que recuperará el calor de los gases de salida de Ia turbina. Para garantizar Ia temperatura adecuada a Ia entrada de Ia turbina, esta, será precedida por una cámara de combustión automática. Y finalmente Ia citada turbina cuyo eje motriz se conecta al generador de energía eléctrica. Nótese que sobre el eje de esta turbina no se dispone el compresor, como suele suceder en las centrales térmicas de gas, dispositivo que absorbe entre el 40 y el 50% de Ia potencia producida por Ia turbina. En el procedimiento propugnado en esta patente Ia presión necesaria parte de las celdas de almacenamiento, pues los intercambiadores y Ia cámara de combustión son dispositivos isobáricos. Esto representa una ventaja económica adicional y como en los intercambiadores se recupera el calor de compresión y salida de Ia turbina principal, solo será necesaria una pequeña cantidad de calor de combustión, Io que representa una mejora medioambiental importante. Conviene decir aquí, que las turbinas de generación trabajan a una presión muy alta por Io que no se requieren gases con temperaturas tan elevadas como en las turbinas convencionales, simplificándose Ia construcción de los alabes, esto aconsejará recalentamiento intermedio.
El aprovechamiento de Ia energía lograda tiene múltiples aplicaciones. Se dispone normalmente de un área de generación eléctrica con diversos grupos para suministrar diferentes potencias, cada uno constituido por una turbina con su generador. Como se garantiza Ia presión para cualquier caudal demandado y Ia temperatura a Ia entrada de Ia turbina, su funcionamiento es constante y, sincronizando Ia frecuencia, pueden conectarse directamente a red sin necesidad de convertidores. Este procedimiento elimina el temible efecto de las variaciones en las ráfagas del viento, así como los armónicos, y cualquier otra variación ocasional, dando una tensión propia de un funcionamiento constante del generador. El procedimiento de almacenamiento y utilización descrito en esta patente puede aplicarse para energías de otros orígenes diferentes al indicado y con difícil regulación, como fotovoltaica, hidráulica y otras.
El aire licuado puede utilizarse con cualquiera de los fines industriales posibles, a partir de tomas situadas apropiadamente.
Sin embargo, son múltiples los dispositivos que no se han indicado en esta descripción y que están incluidos en Ia invención propuesta, tales como filtros, veleta y sistema de orientación, algunos elementos de control como presostatos, indicadores de nivel de las celdas gravitatorias múltiples, diversos caudalímetros, elementos de regulación como válvulas, reguladores de presión y de caudal otros dispositivos auxiliares.
A todos estos elementos hay que añadir un centro de mando y control; aquí se toman las decisiones de almacenamiento y suministro energético, tal como el momento de inyectar energía eléctrica a Ia red. El sistema de mando y control de los diferentes actuadores de Ia instalación puede ser informático, centrado o disperso por áreas según convenga.
La posibilidad de almacenar energía adquiere especial relevancia para los sistemas de generación llamados distribuidos, cuando concurren circunstancias de déficit puntual, pudiéndose aliviar tal desequilibrio independientemente de que exista suficiente viento. Evidentemente las ventajas se multiplican en los sistemas aislados, en los cuales puede garantizarse un suministro energético continuo disponiendo del almacenamiento adecuado. En estas circunstancias, y para grandes potencias, convendrá dividir en varias las turbinas de generación para adaptarse más fácilmente a Ia demanda.
Breve descripción de los dibujos
La Figura 1 corresponde con una vista esquemática de una instalación completa según Ia patente propugnada. En ella pueden observarse las áreas más características y Ia disposición de sus elementos básicos. En el área de captación se indican las aeroturbinas, 11 , con su góndola, 12, y torre, 13. El aire comprimido en las góndolas baja las torres y se reúne en una tubería principal, 14, hasta un depósito regulador, 15. Los medios de licuefacción 118 donde se produce Ia licuefacción en una serie de etapas o escalonamientos, comprenden: intercambiadores, 16, que actúan como medios de enfriamiento, compresores o medios de compresión, 17, y medios de expansión, 18. Finaliza este proceso en el receptor de separación, 19, desde donde se bombea el líquido a través de medios de bombeo, 119, hasta las celdas o medios de almacenamiento, 111. La gasificación se produce aportando calor en los intercambiadores, 16, que actúan como medios de calentamiento, y en Ia cámara de combustión, 112, hasta Ia turbina principal, 113, conectada a generador, 114, Los gases de salida se expulsan por una chimenea, 115. Otros usos del aire licuado se dispondrán a partir de Ia correspondiente toma, 117, y todo ello gestionado por un centro de control, 116.
La Figura 2 muestra, también esquemáticamente, los elementos básicos de Ia góndola con los circuitos neumáticos de Ia misma. El eje de Ia aeroturbina penetra en Ia góndola, 41 , y a continuación se coloca un freno, 42, sigue Ia caja multiplicadora con dos o cuatro engranajes secundarios, 43, dotados de sendos embragues, 44, previos a los compresores principales, 45. Además existen los motores de orientación, 46, provistos de un divisor de flujo, 47. Los conectores concéntricos rotativos: uno en Ia tubería principal, 49, para pasar a Ia torre y otro secundario, 410, que garantiza el paso de fluido y cables desde Ia góndola a Ia aeroturbina, 411. Un motor, 412, permite Ia producción de Ia energía eléctrica de mantenimiento en góndola. El acumulador 413 permite mantener aire a presión para cualquier uso en góndola, aunque Ia aeroturbina se halle parada.
Las Figuras 3, 3A muestran los componentes seccionados del área de almacenamiento con celdas tetracelulares, y sus cilindros de almacenamiento fluido, 51 , émbolos, 52, y sobre ellos contenedores de pesos, 53. La Figura 3A muestra una realización con un único cilindro.
Descripción de una realización preferida de Ia invención A continuación se hace una descripción completa de una realización preferente, Ia cual se hará a título de ejemplo, con carácter no limitativo y susceptible de todas aquellas modificaciones de detalle que no alteren fundamentalmente sus características esenciales.
Se compone esta realización preferente de tres áreas bien diferenciadas: captación, licuefacción para almacenamiento y gasificación para el aprovechamiento de Ia energía obtenida.
En Ia góndola, sobre el eje 41 se disponen, sucesivamente, un freno 42 de seguridad, normalmente de discos con resorte y desacoplamiento neumático, o si se prefiere hidráulico y a continuación un multiplicador 43 con diversos ejes secundarios de salida, dotados de sendos embragues 44 de accionamiento neumático o hidráulico, que terminan en los compresores principales 45 para iniciar el circuito a presión. Al menos uno de dichos compresores funcionará en un rango amplio de caudal variable y todos tendrán una presión nominal de funcionamiento constante.
El arranque de Ia aeroturbina 11 , tras una parada por falta de viento, se ejecuta con el freno 42 y los embragues 44 desacoplados, así, Ia energía necesaria para el arranque es mínima y una vez vencidas las fuerzas de inercia, entrará en funcionamiento el compresor de caudal variable, el cual irá aumentando su caudal conforme Ia velocidad del viento Io permita. Sucesivamente entrarán los demás compresores, hasta que Ia energía facilitada por Ia aeroturbina supere a Ia potencia nominal de bombeo, en cuyo caso entrará en funcionamiento el sistema de retracción de los tramos móviles en las palas retráctiles. El sistema de orientación de Ia góndola controla Ia marcha de los motores de orientación bidireccionales oleohidráulicos o neumáticos 46 regulados por un divisor de flujo de orientación 47, que actúan sobre piñones que engranan en una corona dentada de Ia torre 13.
En Ia parte trasera de Ia góndola se dispone un acumulador de presión neumático auxiliar 413 que permitirá el funcionamiento de todas las funciones auxiliares de góndola, incluidas las aplicaciones oleohidráulicas que se estimen, aún cuando Ia aeroturbina esté parada.
Se dispone para Ia producción de energía eléctrica auxiliar en Ia aeroturbina un motor neumático con generador 412.
Cuando se pasa de una zona que gira o puede girar a otra estática, ha de utilizarse un racor coaxial de flujo y cables, así sucede para Ia conducción principal 14 de alta presión que baja de Ia góndola 12 giratoria a Ia torre 13 estática necesitándose el racor coaxial 49 y para el paso de fluido y cables desde góndola a Ia aeroturbina el racor 410.
Los flujos comprimidos en las diferentes góndolas se reúnen en una tubería principal 14, a continuación se enfrían y acumulan en un depósito regulador 15, el cual permite el funcionamiento de las aeroturbinas y compresores de góndola con vientos muy bajos, sin afectar al rendimiento del proceso siguiente de licuefacción, que solo entrará en funcionamiento cuando en este depósito haya fluido suficiente y se alcance una presión máxima, permaneciendo así hasta Ia presión mínima estipulada.
La licuefacción se produce en varios escalonamientos o etapas en los medios de licuefacción 118, que comprenden medios de compresión 17, a continuación se pasa el aire comprimido por el lado caliente de un intercambiador que actúa como medios de enfriamiento 16, cediendo calor, y como final de etapa una expansión, recogiéndose el gas en un depósito que actúa como medios de expansión 18, con posibilidad de drenaje del agua líquida que se condense. La etapa final consigue, tras Ia expansión, una fracción importante de aire licuado disponiéndose Ia mezcla bifásica en un depósito separador 19. La fracción líquida se bombea 119 a Ia presión del almacenamiento 111 y Ia gaseosa retorna a Ia admisión del último compresor colaborando en Ia bajada de su temperatura de entrada por medio de un intercambiador de mezcla 110.
La alta presión que puede efectuarse al aire licuado permite almacenar mucha energía en zonas relativamente pequeñas como en los cilindros reguladores 51. Se construyen con camisas de acero, cubiertos de hormigón armado y aislados térmicamente. El émbolo 52 igualmente con cubierta de acero aleado y hormigón en su interior, excepto Ia parte central ocupada por un taladro en el cual penetra holgado el tubo de salida permitiéndose Ia evacuación del posible gas existente en Ia parte superior del cilindro. Sobre los émbolos se disponen grandes contenedores con pesos 53, que pueden montarse sencillos, Figura 3A, o en celdas tetracilíndricas, Figura 3, ambos casos de hormigón y placas rellenos con rocas y tierra.
La conducción de salida principal pasa por el lado frío de los intercambiadores 16, anteriormente indicados, recogiendo el calor de compresión de Ia fase de licuefacción y de los gases de salida de Ia turbina 113. A continuación los gases entran en una cámara de combustión isobárica y automática 112 que produce Ia salida de los gases a una determinada temperatura para acceder a
Ia turbina principal 113 con recalentamiento intermedio cuyo eje mueve el generador 114. Los gases que salen de Ia turbina están aun calientes, ceden calor por el último intercambiador y se sueltan a Ia atmósfera por una torre o chimenea 115.
A Ia salida de los cilindros se dispone una toma para aplicaciones industriales del aire licuado a alta presión, 117, o bien a media presión, 120. La energía que se almacena en los cilindros tiene una presión constante, cualquiera que sea el funcionamiento de las zonas anteriores de captación y licuefacción, y a esta presión se entrega a las siguientes zonas de gasificación y turbinas de generación eléctrica, cualquiera que sea el caudal demandado. Dado que Ia temperatura de los gases que llegan a Ia turbina se mantiene también constante, Ia sincronización de Ia frecuencia de los generadores con Ia red será fácil y sin necesidad de usar de convertidores.
El control y gestión de Ia planta se lleva en un edificio anejo 116.

Claims

REIVINDICACIONES
1. Planta para explotación de energía eólica mediante aire comprimido caracterizada porque comprende:
1a) medios de captación de energía eólica mediante aeroturbinas (11) configuradas para comprimir aire en Ia góndola (12);
1 b) medios de licuefacción (118) de aire, medios de bombeo (119) y medios de almacenamiento (111) de aire licuado, donde los medios de licuefacción
(118) comprenden una pluralidad de escalonamientos configurados para reducir Ia energía interna del gas y para extraer el vapor de agua contenido, comprendiendo los medios de licuefacción (118):
1 b1 ) medios de compresión (17);
1 b2) medios de enfriamiento (16);
1b3) medios de expansión (18) configurados para recoger el vapor de agua drenado. 1c) medios de aprovechamiento mediante sistemas seleccionados entre sistemas de servicio de aire licuado con fines industriales (117), sistemas de generación eléctrica (114) mediante gasificación y combinaciones de los mismos.
2. Planta para explotación de energía eólica mediante aire comprimido según Ia reivindicación 1 caracterizada porque sobre el eje (41) se colocan sucesivamente:
2a) un freno (42) de seguridad y desacoplamiento oleohidráulico/neumático;
2b) un multiplicador que tiene una pluralidad de ejes secundarios (43) de salida, dotados de embragues (44) de accionamiento oleohidráulico/neumático que terminan en los compresores (45) donde comienza el circuito principal de aire comprimido en una primera etapa de compresión.
3. Planta para explotación de energía eólica mediante aire comprimido, según Ia reivindicación 2, caracterizada porque uno de los compresores (45) funciona a velocidad angular variable para generar un rango variable de caudales y para generar una presión acorde con una presión del depósito receptor (15).
4. Planta para explotación de energía eólica mediante aire comprimido, según Ia reivindicación 3, caracterizada porque Ia aeroturbina (11) tiene un sistema de orientación de góndola (12) configurado para actuar al menos sobre dos motores bidireccionales oleohidráulicos/neumáticos de orientación (46) regulados por un divisor de flujo de orientación (47), actuando piñones de los motores de orientación sobre una corona dentada de Ia torre (13).
5. Planta para explotación de energía eólica mediante aire comprimido, según Ia reivindicación 4, caracterizada porque Ia góndola comprende un acumulador neumático auxiliar de aire a presión (413) en Ia parte trasera de Ia góndola (12) configurado para permitir el funcionamiento de todas las funciones auxiliares de góndola, aún cuando Ia aeroturbina (11) esté parada.
6. Planta para explotación de energía eólica mediante aire comprimido, según Ia reivindicación 5, caracterizada porque además comprende medios auxiliares configurados para funcionar con un fluido seleccionado entre aire comprimido y aceite hidráulico, según Ia precisión de movimiento requerida.
7. Planta para explotación de energía eólica mediante aire comprimido, según Ia reivindicación 6, caracterizada porque además comprende:
7a) una tubería principal (14) configurada para recoger el aire comprimido procedente de las aeroturbinas (11) y obtener aire recogido; 7b) medios de enfriamiento (16) configurados para enfriar el aire recogido y obtener aire enfriado; 7c) un depósito regulador (15) configurado para almacenar el aire enfriado en un intervalo de presiones entre un máximo y un mínimo para alimentar medios de licuefacción (118).
8. Planta para explotación de energía eólica mediante aire comprimido, según cualquiera de las reivindicaciones 1-7, caracterizada porque además comprende un depósito final configurado como un depósito separador (19) para contener aire licuado en su base y gas en su parte superior.
9. Planta para explotación de energía eólica mediante aire comprimido, según Ia reivindicación 8, caracterizada porque además comprende una realimentación que conecta el gas del depósito separador (19) con Ia admisión de un último compresor de los medios de compresión (17) a través de un ¡ntercambiador de mezcla (110).
10. Planta para explotación de energía eólica mediante aire comprimido, según Ia reivindicación 9, caracterizada porque el líquido del depósito separador (19) es bombeado a alta presión para almacenamiento en una pluralidad de cilindros de almacenamiento (111).
11. Planta para explotación de energía eólica mediante aire comprimido, según Ia reivindicación 8, caracterizada porque los medios de almacenamiento y regulación de energía comprenden una pluralidad de cilindros verticales (51) que tienen émbolos (52) y elementos de estanqueidad, donde en Ia cabeza de cada émbolo (52) hay un contenedor de pesos (53), configurado para ser rellenado de materiales densos distribuidos homogéneamente.
12. Planta para explotación de energía eólica mediante aire comprimido, según
Ia reivindicación 11 , caracterizada porque los cilindros (51) están seleccionados entre:
12a) cilindros solos;
12b) cilindros agrupados en celdas de al menos cuatro elementos; configurados para asegurar Ia misma presión en todos los cilindros (51), para permitir una regulación de presión en las zonas siguientes de gasificación y generación eléctrica.
13. Planta para explotación de energía eólica mediante aire comprimido, según Ia reivindicación 12, caracterizada porque Ia toma de los cilindros (51) de almacenamiento es configurada con un tubo recto que parte de su base y atraviesa un orificio efectuado en Ia parte central del émbolo (52) para retirar el gas producido por autorrefrigeración y evitar que su acumulación llene el cilindro e impida nuevas entradas de aire licuado.
14. Planta para explotación de energía eólica mediante aire comprimido, según Ia reivindicación 13, caracterizada porque el fluido que se extrae de los cilindros (51) de almacenamiento recibe calor al pasar por el lado frío de los intercambiadores (16): 14a) situados tras las compresiones, 14b) situado a Ia salida de los gases de Ia turbina, configurados para extraer todo el calor posible y quedar el fluido en forma de gas cuya temperatura se adapta, en una cámara (112) isobárica de combustión automática, a los efectos de conseguir un rendimiento óptimo en las turbinas (113).
15. Planta para explotación de energía eólica mediante aire comprimido, según Ia reivindicación 14, caracterizada porque las turbinas pueden tener recalentamiento intermedio y los gases de salida, tras ceder su calor en el último intercambiador, son expulsados por una chimenea (115).
16. Planta para explotación de energía eólica mediante aire comprimido, según Ia reivindicación 15, caracterizada porque una o varias turbinas reciben el gas a Ia presión regulada de almacenamiento y con Ia temperatura apropiada, para mover unos generadores (114) eléctricos en condiciones de funcionamiento constantes.
17. Planta para explotación de energía eólica mediante aire comprimido, según Ia reivindicación 16, caracterizada porque el funcionamiento de Ia planta se selecciona entre: 17a) funcionamiento simultaneo de captación, almacenamiento y generación, 17b) un funcionamiento parcial, con los puentes adecuados en Ia línea general del procedimiento previsto: 17b1) para almacenar solo aire licuado, 17b2) para descargar solo energía almacenada,
17c3) para utilizar directamente el aire comprimido de las aeroturbinas en generación.
18. Planta para explotación de energía eólica mediante aire comprimido, según Ia reivindicación 17, caracterizada porque el aire licuado puede utilizarse para diferentes usos industriales desde tomas a una presión seleccionada entre: 18a) alta presión (117); 18b) media presión (120).
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102013111543A1 (de) * 2013-03-18 2014-09-18 Matthias Popp Energiespeicher
CN111120208A (zh) * 2020-01-14 2020-05-08 华南理工大学 一种水力恒压储释能系统与智能调控方法

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2002084116A1 (en) * 2001-04-10 2002-10-24 New World Generation Inc. Wind powered hydroelectric power plant and method of operation thereof
WO2007001154A1 (en) 2005-06-28 2007-01-04 Korea New Solar Energy Co., Ltd. Power generation apparatus using wind power and small hydro power
US20070024058A1 (en) 2005-07-27 2007-02-01 Mcclintic Frank J Methods and apparatus for advanced wind turbine design
WO2007136765A2 (en) * 2006-05-19 2007-11-29 General Compression, Inc. Wind turbine system
US20080047271A1 (en) 2006-05-19 2008-02-28 General Compression, Inc. Wind turbine system

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2002084116A1 (en) * 2001-04-10 2002-10-24 New World Generation Inc. Wind powered hydroelectric power plant and method of operation thereof
WO2007001154A1 (en) 2005-06-28 2007-01-04 Korea New Solar Energy Co., Ltd. Power generation apparatus using wind power and small hydro power
US20070024058A1 (en) 2005-07-27 2007-02-01 Mcclintic Frank J Methods and apparatus for advanced wind turbine design
WO2007136765A2 (en) * 2006-05-19 2007-11-29 General Compression, Inc. Wind turbine system
US20080047271A1 (en) 2006-05-19 2008-02-28 General Compression, Inc. Wind turbine system

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102013111543A1 (de) * 2013-03-18 2014-09-18 Matthias Popp Energiespeicher
CN111120208A (zh) * 2020-01-14 2020-05-08 华南理工大学 一种水力恒压储释能系统与智能调控方法
CN111120208B (zh) * 2020-01-14 2023-11-07 华南理工大学 一种水力恒压储释能系统与智能调控方法

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