WO2018176114A1 - Método de recuperação de energia elétrica, e sistema recuperador de energia elétrica - Google Patents
Método de recuperação de energia elétrica, e sistema recuperador de energia elétrica Download PDFInfo
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Definitions
- the present invention relates to a method of recovering electrical energy, and to an electrical energy recovery system through an electrical circuit enhancing the interactions between electrical charges, more specifically a new application for power electronic circuits composed of associated rectifier systems. to inverter systems.
- the present invention proposes a method of recovering electricity within the power grid itself, which uses a power enhancing circuit for obtaining and supplying reverse voltage, negative active power, and capacitive (positive) and inductive (negative) reactive power. , causing the reduction of the positive active power consumption of the electric charge receivers when connected to the electric recovery system.
- said method which consists in successively converting and reconverting the power supplied by a source of electricity, either alternating current or direct current, and then supply the electric charge receivers with the resulting power.
- Such power conversions intensify the electromagnetic interactions between electric charges, providing, as a new and advantageous technical effect, the increase of the energy efficiency in the electric grid, as a result of the reduction of the active power consumption, especially the positive active power demanded by the electric power.
- electrical charge receivers power consumption that is complemented by the supply of reverse voltage, negative active power, result of the recovery of electrical charges, and capacitive and inductive reactive power.
- the reduction in positive active power consumption from the power source occurs simultaneously with the supply of a negative and positive active power flow alternately and capacitive and inductive reactive power alternately for the electrical charge receivers.
- an electric energy recovery system performing said method comprising at least one rectifier system associated with at least one inverter system, these (rectifier system and inverter system) are the point. between the recovery system input and output, that is, within the recovery system they connect the electrical input point of the supplying network that feeds the recovery system to the recovery system electrical outlet point, which feeds the electrical receivers of loads. These systems recover electrical energy only for the consumption of the electrical receivers themselves connected to the systems.
- Another power recovery system performing said method which provides reverse voltage to the power supply mains, comprises at least one rectifier system associated with at least one inverter system and at least one frequency inverter installed within the power supply. system; the rectifier system, the inverter system and the frequency inverter are the connecting point between the recovery system input and output, that is, inside the recovery system they connect the electrical input point of the supplying power supply network. the recuperator system to the electrical outlet point of the recuperator system, which is connected to at least one inductive electric charge receiver, preferably at least one electric motor.
- This system may need to incorporate at least one power step-down and / or step-down transformer - to control the reverse voltage exiting through the inverter - between the power outlet of the power recovery system and the power input of ( frequency converter (s), if the frequency inverter frequency has not incorporated the transformer into its circuit.
- these systems not only recover energy for use from the electrical receivers of loads connected to it, they also provide reverse voltage to the electricity supply network.
- the energy recovery system object of the present invention when configured with a switched rectifier source, also acts as a capacitive reactive surplus blocking filter.
- Electric recovery systems can be single phase, two phase or three phase, low, medium and high power and can be incorporated by equipment or installed to meet at least one load group.
- FIG. 1 Another non-limiting example of a system performing the object method of the present invention, constructed for performing the measurements shown below, comprises a 230V AC, 60 Hz, 1 KW single phase phase type system mounted with a keyed rectifier source, input 127 / 220V AC, stabilized output 12.6 -14.4 Vdc 90A, directly interconnected (without batteries) to a 1000W single-phase inverter, 12Vdc input, 230Vac output, 60 Hz, for powering the electric charge receivers.
- a four-quadrant measuring instrument which uses electrical quantity transducer technology, which meets the following standards: IEC 61000-4-2, IEC 61000-4-6, IEC 61000-4-3 , IEC 61000-4-8, IEC 61000-4-4, IEC 61000-4-1 1, IEC 61000-4-5, and CISPR 11.
- the meter with built-in CT (direct measurement), was installed between the system and the 1 Kw lamp, so the consumption of the system object of the present invention was excluded from the measurement.
- the voltage signal between phase and neutral was obtained by the meter in the circuit between the power supply network and the system power input.
- the power required to supply the electric receivers of loads connected to the system is provided as follows: the loads dissipate about 50% (fifty percent) of the active power, being about 25% (twenty five percent) of the positive active power, and about 25% (twenty five percent) of the negative active power; and also about 50% (fifty percent) of the reactive power, being about 25% (twenty five percent) of the positive (capacitive) reactive power, and about 25% (twenty five percent) negative (inductive) reactive power.
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Abstract
A presente invenção se refere a um método de recuperação de energia elétrica e a um sistema recuperador de energia elétrica que usa esse método para recuperação de energia elétrica dentro da própria rede elétrica, através de um circuito elétrico potencializador das interações entre cargas elétricas, mais especificamente uma nova aplicação para os circuitos eletrônicos de potência, sistemas compostos por sistemas retificadores associados a sistemas inversores, para obtenção e fornecimento de tensão reversa, potência ativa negativa, e de potência reativa capacitiva (negativa) e indutiva (positiva), provocando a redução do consumo de potência ativa positiva dos receptores elétricos de cargas. Com isso, a potência necessária para alimentar os receptores elétricos de cargas conectados ao sistema é fornecida da seguinte forma: as cargas dissipam mais ou menos 50% (cinquenta por cento) da potência ativa, sendo mais ou menos 25% (vinte e cinco por cento) da potência ativa positiva, e mais ou menos 25% (vinte cinco por cento) da potência ativa negativa; e, ainda, mais ou menos 50% (cinquenta por cento) da potência reativa, sendo mais ou menos 25% (vinte cinco por cento) da potência reativa positiva (indutiva), e mais ou menos 25% (vinte cinco por cento) da potência reativa negativa (capacitiva).
Description
MÉTODO DE RECUPERAÇÃO DE ENERGIA ELÉTRICA, E SISTEMA RECUPERADOR DE ENERGIA ELÉTRICA
Campo Técnico
A presente invenção se refere a um método de recuperação de energia elétrica, e a um sistema recuperador de energia elétrica através de um circuito elétrico potencializador das interações entre cargas elétricas, mais especificamente uma nova aplicação para os circuitos eletrônicos de potência compostos por sistemas retificadores associados a sistemas inversores.
Descrição do Estado da Técnica
São conhecidos os métodos de reciclagem de outras fontes de energia para obtenção de energia elétrica. No entanto não são conhecidos métodos de recuperação de energia elétrica dentro da própria rede elétrica, com surgimento de potência ativa negativa, tensão reversa, e a redução do consumo de potência ativa positiva dos receptores elétricos de cargas conectados ao sistema recuperador de energia elétrica.
Objetivos da Invenção.
A presente invenção propõe um método de recuperação de energia elétrica dentro da própria rede elétrica, que usa um circuito potencializador de energia elétrica para obtenção e fornecimento de tensão reversa, potência ativa negativa, e de potência reativa capacitiva (positiva) e indutiva (negativa), provocando a redução do consumo de potência ativa positiva dos receptores elétricos de cargas quando conectados ao sistema recuperador de energia elétrica.
Os objetivos acima e outros objetivos da presente invenção são alcançados pelo referido método, que consiste em converter e reconverter, sucessivamente, a potência fornecida por uma fonte fornecedora de energia elétrica, seja ela de corrente alternada ou de corrente contínua, e, em seguida, alimentar os receptores elétricos de cargas com a potência resultante. Tais conversões de potências intensificam as interações eletromagnéticas entre cargas elétricas, propiciando, como efeito técnico novo e vantajoso, o aumento da eficiência energética na rede elétrica, resultado da redução do consumo de potência ativa, especialmente de potência ativa positiva demandado pelos
receptores elétricos de cargas, consumo de potência que é complementado com o fornecimento de tensão reversa, potência ativa negativa, resultado da recuperação das cargas elétricas, e de potência reativa capacitiva e indutiva. A redução do consumo de potência ativa positiva provinda da fonte fornecedora de energia elétrica ocorre simultaneamente com o fornecimento de um fluxo de potência ativa negativa e positiva, alternadamente, e de potência reativa capacitiva e indutiva, alternadamente, para os receptores elétricos de cargas.
Os objetivos acima e outros objetivos da presente invenção são alcançados por um sistema recuperador de energia elétrica que executa o referido método, que compreende pelo menos um sistema retificador associado a pelo menos um sistema inversor, estes (sistema retificador e sistema inversor) são o ponto de ligação entre a entrada e a saída do sistema recuperador, ou seja, dentro do sistema recuperador eles conectam o ponto de entrada de energia elétrica da rede da fonte fornecedora que alimenta o sistema recuperador ao ponto de saída de energia elétrica do sistema recuperador, que alimenta os receptores elétricos de cargas. Estes sistemas recuperam energia elétrica apenas para consumo dos próprios receptores elétricos de cargas conectados aos sistemas.
Outro sistema recuperador de energia elétrica que executa o referido método, que fornece tensão reversa para rede elétrica da fonte fornecedora de potência, compreende pelo menos um sistema retificador associado a pelo menos um sistema inversor e a pelo menos um inversor de frequência, instalados dentro do sistema; o sistema retificador, o sistema inversor e o inversor de frequência são o ponto de ligação entre a entrada e a saída do sistema recuperador, ou seja, dentro do sistema recuperador eles conectam o ponto de entrada de energia elétrica da rede da fonte fornecedora que alimenta o sistema recuperador ao ponto de saída de energia elétrica do sistema recuperador, que é ligado a pelo menos um receptor elétrico de cargas indutivo, preferencialmente pelo menos um motor elétrico. Este sistema pode necessitar de incorporar pelo menos um transformador elevador e/ou rebaixador de potência - para controlar a tensão reversa que sai através do inversor - entre o ponto de saída de energia elétrica do sistema recuperador de energia elétrica e a entrada de alimentação do(s) inversor(es) de frequência, caso o inversor de
frequência não tenha incorporado em seu circuito o referido transformador. Vantajosamente, estes sistemas além de recuperar energia para uso dos receptores elétricos de cargas conectados a ele, também fornecem tensão reversa para a rede fornecedora de energia elétrica.
Vantajosamente, o sistema recuperador de energia elétrica objeto da presente invenção, quando configurada com fonte retificadora chaveada, atua também como um filtro bloqueador de excedente de energia reativa capacitiva.
Os sistemas recuperadores de energia elétrica podem ser monofásicos, bifásicos ou trifásicos, de baixa, média e alta potência e podem ser incorporados por um equipamento ou instalados para atender pelo menos um grupo de cargas.
Outro exemplo, não limitativo, de sistema que executa o método objeto da presente invenção, construído para efetivação de medições mostradas a seguir, compreende um sistema tipo monofásico fase e neutro 230Vca, 60 Hz, 1 KW, montado com uma fonte retificadora chaveada, entrada 127/220Vca, de saída estabilizada 12,6 -14,4 Vdc 90A, interligada diretamente (sem uso de baterias) a um inversor monofásico 1000W, entrada 12Vcc, saída 230Vca, 60 Hz, para alimentação dos receptores elétricos de cargas.
Nas medições abaixo foi utilizado um instrumento de medição que afere em quatro quadrantes, que usa tecnologia de transdutores de grandezas elétricas, que atendem as seguintes normas: IEC 61000-4-2, IEC 61000-4-6, IEC 61000-4-3, IEC 61000-4-8, IEC 61000-4-4, IEC 61000-4-1 1 , IEC 61000-4-5 e CISPR 1 1.
Período de medição: 9 Horas. Receptor elétrico de carga utilizado: uma lâmpada halógena duplo envelope 1000W - 230 Vca.
O medidor, com TC incorporado (medição direta), foi instalado entre o sistema e a lâmpada de 1 Kw, portanto ficou excluído da medição o consumo do sistema objeto da presente invenção. O sinal de tensão entre a fase e o neutro foi obtido pelo medidor no circuito entre a rede fornecedora de energia elétrica e a entrada de alimentação do sistema.
Leituras obtidas no medidor - mínimas e máximas
Resultados das medições
Simultaneamente à medição em quatro quadrantes foi realizada outra aferição, para fins comparativos, observando-se o medidor de energia elétrica instalado pela concessionária de energia elétrica na unidade consumidora, no qual foi registrado o fornecimento de 1 1 kwh nas 9 horas de medição.
A diferença verificada nas medições de potência entre os dois medidores, 1 , 1 kwh, decorre do fato de que a medição do medidor em quatro quadrantes não computou o consumo do sistema objeto da presente invenção, que foi de 0, 12kwh.
Observa-se que com o uso do sistema objeto da presente invenção a potência necessária para alimentar os receptores elétricos de cargas conectados ao sistema é fornecida da seguinte forma: as cargas dissipam mais ou menos 50% (cinquenta por cento) da potência ativa, sendo mais ou menos 25% (vinte e cinco por cento) da potência ativa positiva, e mais ou menos 25% (vinte cinco por cento) da potência ativa negativa; e, ainda, mais ou menos 50% (cinquenta por cento) da potência reativa, sendo mais ou menos 25% (vinte cinco por cento) da potência reativa positiva (capacitiva), e mais ou menos 25% (vinte cinco por cento) da potência reativa negativa (indutiva).
Embora a presente invenção tenha sido descrita com referência à modalidade preferida e aplicações práticas da mesma, é evidente que para aqueles versados na técnica existem uma variedade de tipos, formatos, modelos e géneros de componentes usados na construção dos circuitos do sistema objeto da presente invenção, além de modificações e mudanças que podem ser feitas sem se afastar do escopo da presente invenção.
Claims
1. "MÉTODO DE RECUPERAÇÃO DE ENERGIA ELÉTRICA", consiste em converter e reconverter, sucessivamente, a potência fornecida por uma fonte fornecedora de energia elétrica, seja ela de corrente alternada ou de corrente contínua, e, em seguida, alimentar os receptores elétricos de cargas com a potência resultante.
2. USO DO MÉTODO DEFINIDO NA REIVINDICAÇÃO 1, caracterizado por ser para recuperação de energia elétrica dentro da própria rede elétrica.
3. "SISTEMA RECUPERADOR DE ENERGIA ELÉTRICA", caracterizado por compreender pelo menos um sistema retificador associado a pelo menos um sistema inversor, estes (sistema retificador e sistema inversor) são o ponto de ligação entre a entrada e a saída do sistema recuperador, ou seja, dentro do sistema recuperador eles conectam o ponto de entrada de energia elétrica da rede da fonte fornecedora que alimenta o sistema recuperador ao ponto de saída de energia elétrica do sistema recuperador, que alimenta os receptores elétricos de cargas.
4. USO DO SISTEMA RECUPERADOR DE ENERGIA ELÉTRICA DEFINIDO NA REIVINDICAÇÃO 3, caracterizado por ser para execução do método definido na reivindicação 1 .
5. "SISTEMA RECUPERADOR DE ENERGIA ELÉTRICA", caracterizado por compreender pelo menos um sistema retificador associado a pelo menos um sistema inversor e a pelo menos um inversor de frequência, instalados dentro do sistema recuperador; o sistema retificador, o sistema inversor e o inversor de frequência são o ponto de ligação entre a entrada e a saída do sistema recuperador, ou seja, dentro do sistema recuperador eles conectam o ponto de entrada de energia elétrica da rede da fonte fornecedora que alimenta o sistema recuperador ao ponto de saída de energia elétrica do sistema recuperador, que é ligado a pelo menos um receptor elétrico de cargas.
6. "SISTEMA RECUPERADOR DE ENERGIA ELÉTRICA", de acordo com a reivindicação 5, caracterizado pelo fato de que o receptor elétrico de cargas é indutivo.
7. "SISTEMA RECUPERADOR DE ENERGIA ELÉTRICA", de acordo com as reivindicações 5 e 6, caracterizado pelo fato de que o receptor elétrico de cargas é pelo menos um motor elétrico.
8. "SISTEMA RECUPERADOR DE ENERGIA ELÉTRICA", de acordo com a reivindicação 5, caracterizado por incluir pelo menos um transformador elevador e/ou rebaixador de potência na entrada de alimentação do(s) inversor(es) de frequência.
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