WO2022236436A1

WO2022236436A1 - Aparato integrado, compacto, transportable, autónomo, de múltiple fuente de energía para la generación, almacenamiento y suministro de energía de uso domiciliario, que permite monitoreo, control y programación de la generación y almacenamiento de energía

Info

Publication number: WO2022236436A1
Application number: PCT/CL2022/050049
Authority: WO
Inventors: Jordan BUTLER LLANOS
Original assignee: Butler Corporation SpA
Priority date: 2021-05-14
Filing date: 2022-05-10
Publication date: 2022-11-17
Also published as: CL2021001281A1

Abstract

Aparato/dispositivo (1), integrado, compacto, transportable, autónomo, de múltiple fuente de energía para la generación, almacenamiento y suministro de energía de uso domiciliario, que comprende: un alojamiento o carcasa exterior (2) ensamblable, de un material metálico, plástico resistente al impacto o una combinación de ambos y con medios de ventilación para proteger de las altas temperaturas a los medios alojados en su interior o ubicados en el mismo, donde dichos medios alojados en su interior, comprenden: medios para la generación y almacenamiento de energía, medios para suministrar energía, medios para recibir energía desde la red eléctrica y medios para monitorear, controlar y programar, el funcionamiento del aparato/dispositivo ("generador") para la generación y almacenamiento de energía, y opcionalmente, el aparato/dispositivo además comprende medios de control a distancia o remota, in situ o ambas.

Description

1

APARATO INTEGRADO, COMPACTO, TRANSPORTABLE, AUTÓNOMO, DE MÚLTIPLE

FUENTE DE ENERGÍA PARA LA GENERACIÓN, ALMACENAMIENTO Y SUMINISTRO DE

ENERGÍA DE USO DOMICILIARIO, QUE PERMITE MONITOREO, CONTROL Y

PROGRAMACIÓN DE LA GENERACIÓN Y ALMACENAMIENTO DE ENERGÍA

CAMPO DE LA INVENCION

La presente invención se refiere a un aparato/dispositivo integrado, compacto, transportable, autónomo, de múltiple fuente de energía para la generación, almacenamiento y suministro de energía de uso domiciliario. Específicamente, se dirige a un aparato/dispositivo de generación de energía solar que cumple la función de electrificar o suministrar electricidad en el lugar donde será utilizado, en base a un consumo determinado, de forma fácil, eficiente, libre de contaminación y accesible económicamente para las personas.

ANTECEDENTES

En la actualidad existen muchos dispositivos que suministran alternativas verdes para la electrificación de diferentes lugares, utilizando en este caso como fuente de energía, la energía solar, que es una alternativa sustentable y eficiente para el medio ambiente. Tales dispositivos se componen principalmente de los siguientes elementos; módulos fotovoltaicos (paneles solares), equipos de regulación de carga, inversores, baterías, cableado, tablero de distribución, protecciones y equipo para montaje. Con la instalación de una empresa y/o persona habilitada para poder realizarlo y certificar la instalación.

Los paneles fotovoltaicos están compuestos por pequeñas celdas conductoras, generalmente de forma cuadrada, hechas de silicio, y otros materiales conductores, fabricados en capas de películas delgadas. Cuando la luz solar interactúa con la celda solar, las reacciones químicas liberan electrones, generando corriente eléctrica. El panel solar convierte los fotones (partícula de luz solar), en electrones de electricidad de corriente continua (CC), los electrones salen del panel hacia un inversor y otros dispositivos de protección. El inversor cumple la función de transformar la corriente continua (CC) en corriente alterna (CA) de salida para suministrar energía a los dispositivos y equipos que se encuentran conectados a la electricidad. El inversor administra tanto la transformación de corriente continua a corriente alterna, además de conducir la energía hacia las baterías de almacenamiento ya sea por la generación de las celdas fotovoltaicas o a través de la red, incluso puede realizar funciones de regulador para establecer los parámetros requeridos para que no se produzcan sobrecargas o descargas excesivas hacia las baterías, lo que podría traducirse en daños irreparables, garantizando que todo funcione, en su máximo desempeño. Las baterías guardan la energía, para que podamos disponer de corriente eléctrica o depender de la misma para satisfacer las necesidades de consumo. Las protecciones del tablero eléctrico protegen a los propios componentes tales como baterías y paneles de una eventual sobrecarga. El problema radica en la funcionalidad de los dispositivos que se debe instalar todo por separado y se requiere de un experto (empresa y/o profesional calificado), para 2 lo cual se debe desplegar un tiempo de instalación mayor, generando valores económicos mayores, además que, si el sistema falla no existe una respuesta rápida para que pueda volver a funcionar en un tiempo mínimo, con resultado poco amigable respecto a la experiencia de uso. Luego, se requiere de un sistema práctico, funcional y seguro.

En el arte previo es posible encontrar documentos como US9252599B2 (LG Electronics Inc.) que enseña un método para controlar en forma eficiente la administración de energía suministrada a un consumidor y un sistema de administración de energía que incluye un módulo fotovoltaico para generar energía y una batería para almacenarla que se conecta a una red como proveedor de energía externa y una carga de energía para un consumidor. El método permite un control de administración de energía bidireccional; la conexión eficiente de generador, abastecedor, almacenamiento y consumo de energía, según se requiera; la reducción de costos por consumo de energía; la adición selectiva de módulos de generación y/o almacenamiento de energía, según se requiera.

US9946237B2 (Toshiba Corp.) se refiere a un dispositivo para la administración de energía que incluye una unidad que administra energía en base a la cantidad física medida de al menos un objeto de medición que pertenece a cada una de una pluralidad de tipos de energía en un consumidor, y un comunicador que comunica la información de consumo de energía de cada uno de los tipos de energía a otro dispositivo en la red, lo que permite administrar consumo, generación y almacenamiento de energía eléctrica y conducir una administración no supeditada a roles de subordinado a superior en la infraestructura de suministro de energía.

WO2019224583 (Microwatt Energetikai És Szaktanácsadói Kft) se refiere a un sistema de suministro de energía eléctrica adecuado para compatibilizar la demanda de energía eléctrica continua de consumidores residenciales con la demanda de energía eléctrica ad-hoc, que pertenece principalmente al mismo hogar. El sistema está conectado a al menos dos fuentes independientes de energía, pudiendo ser una de ellas, una fuente de energía renovable, una fuente de energía de corriente directa (DC), y la otra, una fuente de energía de corriente alterna (AC). También, comprende al menos un conversor DC/DC, un inversor DC/AC, un rectificador y un consumidor, donde los elementos del sistema están conectados entre sí por cables eléctricos. El sistema dispone de un control análogo y un circuito análogo que aseguran que la demanda de energía del consumidor sea compartida entre las fuentes de energía y que no se produzca energía por la fuente de energía DC y la energía no usada por el consumidor pueda ser alimentada a la fuente de energía AC. El sistema permite el reconocimiento del suministro de energía eléctrica a ser operada desde el domicilio conforme a un modelo de distribución comunitario pequeño, que produce energía eléctrica desde una fuente de energía renovable usando un conversor de corriente directa, preferentemente fotovoltaica o una pequeña turbina de viento, para suministrar a consumidores residenciales de un mismo domicilio o planta 3 pequeña, y realizar carga compartida entre la red de electricidad pública y la local mediante el ensamblaje de circuitos análogos y de uso exclusivo para el control de proceso análogo.

US20110095606A1 (Institute of Nuclear Energy Research) un sistema que convierte energía en múltiples entradas para energía renovable capaz de integrar y convertir varias energías renovables de modo de alcanzar la compensación de energía y así suministrar energía de alta confiabilidad. El sistema comprende un conversor de energía de múltiple entrada, un banco de batería y al menos un restaurador de voltaje dinámico. El sistema es capaz de integrar una pluralidad de energía renovables y dar salida a energía DC para carga DC por medio de un bus para prevenir la pérdida de conversión AD/DC y reducir los costos de instalación de rectificadores. El sistema también es capaz de almacenar energía de superávit en el banco de batería, dar salida a energía AC a carga AC por medio de un bus AC o una red AC después de compensar las formas de onda de voltaje AC o factores de energía mediante un restaurador de voltaje dinámico.

US9817423 (King Electric Vehicles Inc.) se refiere a un método para regular la transferencia de energía entre una red utilitaria y un sistema de energía renovable que incluye recibir una solicitud de transferencia de energía desde la misma, un controlador de energía renovable que tiene al menos un nivel de transferencia de energía deseada, un factor de energía y energía o tiempo de duración de la transferencia de energía. Un estado de carga (SOC) de un dispositivo de almacenamiento de energía del sistema de energía renovable y una salida de energía para la misma que son comparadas para el SOC respectivo y umbrales de salida de energía, con la solicitud de transferencia de energía estando completada si el SOC y la salida de energía son mayor que el SOC respectivo y los umbrales de salida de energía, provocando que la solicitud a ser transferida a la red, y la solicitud de transferencia de energía sea denegada, si el SOC y la salida de energía son menores al SOC respectivo y umbrales de salida de energía.

Otra problemática es el acceso a la energía para sectores alejados y grupos de menores recursos, donde el acceso a electricidad por medio de red eléctrica tradicional, por los costos asociados a la instalación de la postación del tendido eléctrico y la cantidad de población necesaria para que pueda efectuarse. Otro inconveniente es la entrega del suministro parcializado en un horario específico, sin contar con un respaldo necesario para el consumo básico y la realización de las labores esenciales de trabajo y/o estudio. Los inconvenientes antes mencionados radican en que los sistemas fotovoltaicos por una parte siguen siendo engorrosos, con suministros diferidos o inexistente en el lugar. Estableciendo una barrera de entrada, su poca accesibilidad y asequibilidad para los usuarios potenciales que se beneficiarían de sus características, como un bien primordial para el progreso.

Es así como continua sin ser satisfecha, la necesidad de masificar el acceso a la electricidad, donde todos puedan ser partícipes o tener acceso a ésta, de una forma fácil, eficiente y con un alto impacto, en sus beneficios. 4

La presente invención se refiere a un aparato/dispositivo integrado, compacto, transportable, autónomo, de múltiple fuente de energía, que puede recibir electricidad para suministro, desde al menos uno de: al menos un panel solar, la red de electricidad, o al menos un par de baterías de respaldo.

Las ventajas que presenta dicho dispositivo radican en que se puede utilizar de forma continua, tanto por la generación de energía solar como para el almacenamiento de energía respaldada en al menos un par de baterías. A un valor asequible tanto para un uso básico, como uno aplicado de mayor consumo. Con una experiencia de uso amigable, apto para cualquier persona, con un sistema integrado de entrega de energía que puede recargar a través de la conexión al suministro de la red, y que además puede incluir un sistema de monitoreo en tiempo real con alertas de uso, y puede incluir también un sistema de control o administración remoto o a distancia.

El presente aparato/dispositivo puede ser instalado en diferentes lugares donde sea requerido. Ver Figura 7. El presente aparato/dispositivo reemplaza los sistemas de generación solar por separado, la intervención de una red de suministro cuando no haya acceso a él y es una solución para el reemplazo de sistemas que utilizan combustibles fósiles, que requieren mantenimiento y el constante monitoreo de una persona para su funcionamiento efectivo. Es una solución de funcionamiento continuo, de fácil monitoreo, y que puede permitir además una administración o control remoto o a distancia.

BREVE DESCRIPCIÓN DE LAS FIGURAS

Figura 1 : representa la vista de perfil del aparato/dispositivo de la presente solicitud.

Figura 2: representa una vista de frente del aparato/dispositivo.

Figura 3: representa una vista lateral izquierda del aparato/dispositivo.

Figura 4: representa una vista posterior del aparato/dispositivo.

Figura 5: representa una vista lateral derecha del aparato/dispositivo.

Figura 6: representa una vista general de conexionado del aparato/dispositivo.

Figura 7: representa una vista general del sistema.

Figura 8: representa una vista general del esquema eléctrico del aparato/dispositivo.

Figura 9: Representa el detalle del tablero eléctrico.

Figura 10: Diagrama de flujo del equipo.

Figura 11 : Diagrama de flujo ampliado.

DESCRIPCIÓN DETALLADA DE LA INVENCIÓN

El presente aparato/dispositivo (1), integrado, compacto, transportable, autónomo, de múltiple fuente de energía para la generación, almacenamiento y suministro de energía de uso domiciliario, que comprende: un alojamiento o carcasa exterior (2) ensamblable, de un material metálico, plástico resistente al impacto o una combinación de ambos y con medios de ventilación para proteger de las altas temperaturas a los medios alojados en su interior o ubicados en el mismo, donde dichos medios alojados en su interior, comprenden: medios para la generación y 5 almacenamiento de energía, medios para suministrar energía, medios para recibir energía desde la red eléctrica y medios para monitorear, controlar y programar, el funcionamiento del aparato/dispositivo (“generador”) para la generación y almacenamiento de energía, y opcionalmente, el aparato/dispositivo además comprende medios de control a distancia o remota, in situ o ambas.

Dicho alojamiento ensamblable o carcasa exterior (2), de un material metálico o plástico de alta resistencia al impacto o una combinación de ambos, comprende: al menos 9 piezas, seleccionadas de: una tapa/cubierta frontal, una tapa/cubierta posterior, una tapa/cubierta “C”, un separador interior horizontal, una base, un separador interior vertical, medios de sujeción de dicha tapa/cubierta, una prensa de sujeción del medio controlador y una prensa de fuente de energía, incluyendo al menos un par de baterías. Ver Figuras 1 a 6.

Dichos medios para la generación y almacenamiento de energía comprenden: a) al menos un panel fotovoltaico o paneles solares (5) para la generación de energía para el consumo y la carga de las baterías mediante radiación solar, b) al menos un par de baterías (4) de gel profundo, para el almacenamiento de energía como respaldo, c) un controlador inteligente (3) con capacidad de entregar energía, cargar baterías (4) y discriminar cuando cargarlas desde la red, además de administrar la funcionalidad del equipo, comprende una tarjeta lógica programable, un módulo de filtrado de datos, una base de datos y una interfaz hombre - máquina (HMI) para configuración de parámetros, módulo de conectividad, para comunicación con otros dispositivos, módulo de conectividad para interfaces inalámbricas que se comunican con los dispositivos de campo, un sistema loT global, y asimismo capaz de conectar dicho al menos un panel fotovoltaico, dicho al menos un par de baterías, los medios de seguridad o protección, y la pluralidad de medios de cableado, d) al menos un tablero eléctrico que comprende un medio temporizador (11 ), un interruptor de “bypass” (12), un medio detector de voltaje de entrada de corriente alterna (CA) (13), una salida de corriente alterna (14), y un medio detector de voltaje de salida (15), al menos un sistema de protecciones que comprende al menos un fusible presente en la entrada de corriente continua (CC), al menos un fusible para la salida CA, al menos un fusible para los sensores, al menos un fusible en control de contactores, e) medios de seguridad o protección que comprenden al menos un interruptor diferencial (6) en 220 Vac, e interruptores automáticos (7) en 220 Vac, y f) una pluralidad de medios de cableado de conexión que comprenden: cableado de conexión desde un medio controlador a dicho al menos un par de baterías, cableado de conexión desde dicho al menos un panel fotovoltaico a dicho medio controlador, cables 6 de alimentación 220 Vac, extensión cable para la conexión de dicho al menos un panel fotovoltaico o panel solar al terminal correspondiente del alojamiento en el dispositivo. Dicho medio controlador inteligente (3) está diseñado para recibir la energía solar en 12 o 24 V y transformarla en 220 Vac, 110 Vac o en ambas, dependiendo de la necesidad del usuario o la zona geográfica en que se encuentre, siendo estos tipos de energía la requerida principalmente, para la mayoría de los artefactos eléctricos y de iluminación comunes. La energía transformada es almacenada en dicho al menos un par de baterías mediante un cargador de baterías de 220Vac o 110 Vac. Dicho medio controlador determina si el presente aparato/dispositivo se encuentra en condiciones de suministrar energía (operación de descarga), o si en cambio, se encuentra en condiciones de recibir energía (operación de carga) y está recibiéndola desde la batería o la red, en ese orden.

Dichos medios de ventilación que comprenden una pluralidad de ventanas o ranuras paralelas, finas, alargadas, horizontales, para ventilación, localizadas en al menos una de las paredes laterales (zona de ventilación (10)) del alojamiento del presente dispositivo/aparato.

Dichos medios para suministrar energía comprenden al menos un terminal de conexión o enchufe de salida (8) para suministrar energía en 220 Vac o 110 Vac, que se encuentran localizados en al menos una de las paredes laterales del alojamiento. De manera similar, dichos medios para recibir energía comprenden al menos un terminal para recibir energía o enchufe de entrada (9) para recibir energía en 220 Vac, que comprenden al menos un terminal de conexión para recibir energía desde la red, y dicho al menos un terminal o enchufe de conexión para recibir energía desde dicho al menos un panel fotovoltaico o panel solar.

Dichos medios para monitorear el funcionamiento del presente aparato/dispositivo comprenden una pantalla o panel de control o controlador (2) que despliega parámetros de monitoreo para el funcionamiento del dispositivo, incluyendo barra que muestra el nivel de carga/descarga de energía, encendido o apagado, fuente de suministro de energía, suministro o abastecimiento de energía, temperatura, entre otras.

Opcionalmente, el presente aparato/dispositivo comprende medios para administrar o controlar en forma remota o distancia que comprende medios para administrar el horario de uso, recibir reportes digitales, encender/apagar, silenciar alarmas, entre otras operaciones, mediante un medio de comunicación inalámbrica, incluyendo un teléfono celular, un Tablet, un PC portátil o similar, que puede asimismo y opcionalmente, ser administrado en forma remota o in situ a sea en forma manual, automatizada o programada.

La Figura 8 muestra un diagrama general del esquema eléctrico del presente aparato/dispositivo. Mientras, la Figura 9 ilustra un diagrama de una configuración preferida del presente aparato/dispositivo (1 ) que comprende un tablero eléctrico comprendiendo un medio temporizador (11 ), un interruptor de “bypass” (12), un medio detector de voltaje de entrada de 7 corriente alterna (CA) (13), una salida de corriente alterna (14), un controlador (3), y un medio detector de voltaje de salida (15) y se conecta con un conjunto de baterías (4).

El controlador (3), recibe energía de los paneles fotovoltaicos (5) y de la red eléctrica, controla la carga del conjunto de baterías (4) y entrega corriente alterna (CA) a la salida de CA (14). El conjunto de baterías (4) almacena la energía para utilizarla cuando no está disponible la energía solar ni la red. Los detectores de entrada de voltaje (13) y salida (15) de corriente alterna (CA) verifican la presencia de voltaje en la entrada y en la salida del controlador (3), respectivamente. El temporizador (11) recibe la señal del detector de voltaje de entrada CA (13) y del detector de salida de voltaje CA (15). Cuando se recibe la señal, se activa el temporizador del generador en un rango de 10 segundos. Cuando se recibe la señal para el temporizador desde la red, este se activa en un rango de 5 segundos una vez culminado el conteo, se encarga de activar el interruptor de “bypass” (12) del contactor de la red. El interruptor de “bypass” (12) conecta la corriente alterna con la salida de CA (13) permitiendo manejar la corriente que requiere el tablero eléctrico.

Los paneles fotovoltaicos (5) son la principal fuente de energía. En caso de no estar disponibles, el sistema tomará energía de la red para cargar el conjunto de baterías (4) y entregar energía a la salida (13). Para ello, verificará que haya voltaje en la entrada del controlador (3) a través del detector de voltaje de entrada CA (13), verificará que haya voltaje de salida CA del controlador (3) y una vez cumplida estas dos condiciones, el temporizador (11 ) iniciará un conteo que al finalizar conectará la corriente que viene de la red con la salida del equipo a través del interruptor de “bypass” (13).

Opcionalmente, el presente/aparato comprende un sistema de alertas/alarmas al usuario que advierten de las condiciones/parámetros que generan un mal funcionamiento y que se pueden desplegar tanto en la pantalla del panel de control, como alternativa, en el despliegue pantalla de un dispositivo de comunicación inalámbrica seleccionado de uno de un teléfono celular, un Tablet, un PC portátil, entre otros. El despliegue de monitoreo permite acceder a indicadores/parámetros de estado del dispositivo seleccionados de uno o más de encendido o apagado, nivel de carga de las baterías, nivel de carga recibida por dichos paneles solares, temperatura del dispositivo, cortocircuito, sobreconsumo, entre otras. También, comprende medios para administrar o controlar horario de uso, la generación y envío de reportes de uso y estado, entre otros, funcionalidad que puede ser realizada in situ o en forma remota. Los medios de administración remota o in situ permiten la administración manual, automatizada o ambas.

La Figura 10 muestra un diagrama de flujo que muestra el método de operación o funcionamiento del presente aparato/dispositivo. El controlador puede recibir energía desde tres fuentes; de la red eléctrica a través de su entrada de 220 V, de los paneles fotovoltaicos y las baterías. Así mismo, el controlador entrega energía para cargar las baterías. Mientras la Figura 11 muestra un diagrama de flujo que incorpora la administración o control remoto o a distancia. 8

Cuando el presente aparato/dispositivo es encendido, el controlador verifica la disponibilidad de la energía fotovoltaica en los paneles como fuente priorizada. Si los paneles están recibiendo energía solar, el presente aparato/dispositivo entrega/libera parte de esa energía en la salida para suministrar energía a través del terminal de salida correspondiente, y al mismo tiempo, carga las baterías.

Si los paneles, no reciben energía o la energía recibida no es suficiente, el presente aparato/dispositivo verifica si hay disponible energía de la red eléctrica. Si hay energía de la red, realiza un “bypass” entre la entrada y la salida, al mismo tiempo, comienza a cargar las baterías desde la red.

Si no se encuentra disponible energía de los paneles fotovoltaicos ni de la red eléctrica, el presente aparato/dispositivo usará la energía almacenada en sus baterías. Si no existe suficiente carga en las baterías, el controlador activará una alarma visual, sonora o ambas para alertar que la batería está baja.

El controlador puede opcionalmente enviar la información recibida desde los múltiples sensores/detectores a un banco de datos de una unidad central de procesamiento de datos en la web o en el dispositivo de comunicación inalámbrica, que permitirá administrar de forma remota y automatizada o in situ y manual, el presente aparato/dispositivo, si se requiere. Dichos sensores pueden incluir sensores de temperatura, sensores de nivel de energía, sensores de sobreconsumo, sensores de cortocircuito, sensores de conexión de cableado o cable dañado, entre otros.

Bajo el modo de operación automatizada ya sea remoto o in situ, el presente aparato/dispositivo emitirá indicadores de estado y autogestionará su funcionamiento. Sin embargo, si no funciona correctamente emitirá una serie de alertas, tales como baterías bajas, sobre consumo, temperatura alta y/o baja, conexionado con daño, cortocircuito, entre otros, en el despliegue de pantalla del medio de comunicación inalámbrica. También, puede autogestionar soluciones, por ejemplo, auto reinicio o reconfiguración para reconfigurar parámetros de estado, apagar el sistema en caso de sobrecalentamiento del sistema, desconectar del sistema de forma temporal cuando haya consumos que afecten de forma inmediata el sistema, además de emitir alerta, o advertir la necesidad de una reparación con apoyo técnico.

Bajo el modo de operación manual, aunque se emiten indicadores/parámetros de estado, se debe gestionar el encendido/apagado, y/o habilitar/deshabilitar los consumos de forma manual en el presente aparato/dispositivo.

De esta forma, el método con el que opera el presente aparato/dispositivo comprende las siguientes etapas: a) verificación priorizada de disponibilidad de energía fotovoltaica en los paneles solares como fuente priorizada, y confirmada la misma, se entrega/libera energía para suministrar y simultáneamente se cargan baterías; 9 b) si la verificación de la etapa a) confirma que no hay disponibilidad de energía, inmediatamente ocurre la verificación de disponibilidad de energía desde la red eléctrica, y confirmada la misma, se acciona un “bypass” entre el terminal de entrada de energía y el terminal de la salida de energía, y al mismo tiempo, se comienza a cargar las baterías con energía desde la red eléctrica; c) si la verificación secuencial de la etapa a) y etapa b) confirma que no hay disponibilidad de energía, inmediatamente ocurre la verificación de disponibilidad de energía desde aquella almacenada en las baterías; y d) si la verificación secuencial de la etapa a), etapa b) y etapa c) confirma que no hay disponibilidad de energía, inmediatamente se activa una alarma visual, sonora o ambas, que avisa al usuario del inminente apagado por insuficiencia de energía que permita un funcionamiento autónomo.

Opcionalmente, como etapa e), se verifican en paralelo, en cada una de las etapas a), b) y c), condiciones de funcionamiento mediante mediciones realizadas por una pluralidad de sensores que envían en forma inalámbrica la información de dichas mediciones transformadas en señales inalámbricas a un banco de datos de una unidad de procesamiento central en la nube o web o en un dispositivo inalámbrico móvil, donde dichas señales son procesadas y en respuesta permiten la administración o autogestión de su funcionamiento ya sea en forma remota o in situ, permiten la administración manual o automatizada, y además opcionalmente, la activación de alarmas/alertas visuales, sonoras o ambas que avisan al usuario que las condiciones de funcionamiento no son las adecuadas

Dichas condiciones de funcionamiento se seleccionan de una o más de: nivel de batería disponible, muy baja; sobreconsumo; temperatura interna alta; temperatura interna muy baja, cableado o cable de conexión dañado, cortocircuito, entre otros.

Dichas alertas visuales o sonoras se seleccionan de una o más de: luces intermitentes o fijas que se activan ya sea en una ventana en el alojamiento del aparato/dispositivo o en el panel de control o que se despliega en la pantalla de un dispositivo de comunicación inalámbrica; sirenas; mensajes de texto en el dispositivo de comunicación inalámbrico, entre otros.

Dichos sensores se seleccionan de uno o más de sensores de temperatura, sensores de nivel de energía, sensores, sensores de sobreconsumo, sensores de cortocircuito, sensores de conexión de cableado o cable dañado, entre otros.

Claims

10 REIVINDICACIONES

1. Un aparato/dispositivo (1 ), integrado, compacto, transportable, autónomo, de múltiple fuente de energía para la generación, almacenamiento y suministro de energía de uso domiciliario, caracterizado porque comprende un alojamiento o carcasa exterior (2) ensamblable, de un material metálico, plástico resistente al impacto o una combinación de ambos y con medios de ventilación para proteger de las altas temperaturas a los medios alojados en su interior o ubicados en el mismo, donde dichos medios alojados en su interior, comprenden: medios para la generación y almacenamiento de energía, medios para suministrar energía, medios para recibir energía desde la red eléctrica y medios para monitorear, controlar y programar su funcionamiento.

2. El aparato/dispositivo de la reivindicación 1 caracterizado porque además comprende medios para la administración o control a distancia o remota, in situ o ambas.

3. El aparato/dispositivo de la reivindicación 1 caracterizado porque dicho alojamiento ensamblable o carcasa exterior (2) comprende: al menos 9 piezas, seleccionadas de: una tapa/cubierta frontal, una tapa/cubierta posterior, una tapa/cubierta “C”, un separador interior horizontal, una base, un separador interior vertical, medios de sujeción de dicha tapa/cubierta, una prensa de sujeción del medio controlador y una prensa de fuente de energía.

4. El aparato/dispositivo de la reivindicación 1 caracterizado porque dichos medios para la generación y almacenamiento de energía comprenden: a) al menos un panel fotovoltaico o paneles solares (5) para la generación de energía para el consumo y la carga de las baterías mediante luz solar, b) al menos un par de baterías (4) de gel profundo, para el almacenamiento de energía como respaldo, c) un controlador inteligente (3) con capacidad de entregar energía, cargar baterías (4) y discriminar cuando cargarlas desde la red, además de administrar la funcionalidad del equipo, comprende una tarjeta lógica programables, un módulo de filtrado de datos, una base de datos y una interfaz hombre - máquina (HMI), para configuración de parámetros, módulo de conectividad, para comunicación con otros dispositivos, módulo de conectividad para interfaces inalámbricas que se comunican con los dispositivos de campo, un sistema loT global, y asimismo, capaz de conectar dicho al menos un panel fotovoltaico, dicho al menos un par de baterías, los medios de seguridad o protección, y la pluralidad de medios de cableado, d) al menos un tablero eléctrico que comprende un medio temporizador (11 ), un interruptor de “bypass” (12), un medio detector de voltaje de entrada de corriente alterna (CA) (13), una salida de corriente alterna (CA, 14), y un medio detector de voltaje de salida (15), y al menos un sistema de protecciones que comprende al menos un fusible 11 presente en la entrada de corriente continua (CC), al menos un fusible para la salida CA, al menos un fusible para los sensores, al menos un fusible en control de contactores, e) medios de seguridad o protección que comprenden al menos un interruptor diferencial (6) en 220 Vac, e interruptores automáticos (7) en 220 Vac, y f) una pluralidad de medios de cableado de conexión que comprenden: cableado de conexión desde dicho medio controlador a dicho al menos un par de baterías, cableado de conexión desde dicho al menos un panel fotovoltaico a dicho medio controlador, cables de alimentación 220 Vac, extensión cable para la conexión de dicho al menos un panel fotovoltaico o panel solar al terminal correspondiente del alojamiento en el dispositivo.

5. El aparato/dispositivo de la reivindicación 4 caracterizado porque dicho medio controlador inteligente (3) recibe energía solar en 12 o 24 V y la transformar en 220 Vac, 110 Vac o ambas según la necesidad del usuario la zona geográfica donde se encuentre.

6. El aparato/dispositivo de la reivindicación 5 caracterizado porque un cargador de baterías almacena dicha energía transformada en dicho al menos un par de baterías.

7. El aparato/dispositivo de la reivindicación 1 caracterizado porque dicho medio controlador determina si el presente aparato/dispositivo se encuentra en condiciones de suministrar energía y está suministrando energía, o si en cambio, se encuentra en condiciones de recibir energía y está recibiéndola desde la batería o la red, en ese orden.

8. El aparato/dispositivo de la reivindicación 1 caracterizado porque dichos medios de ventilación que comprenden una pluralidad de ventanas o ranuras paralelas, finas, alargadas, horizontales, para ventilación, localizadas en al menos una de las paredes laterales de dicho alojamiento.

9. El aparato/dispositivo de la reivindicación 1 caracterizado porque dichos medios para suministrar energía comprenden al menos un terminal de conexión o enchufe de salida (8) para suministrar energía en 220 Vac, que se encuentran localizado en al menos una de las paredes del alojamiento.

10. El aparato/dispositivo de la reivindicación 1 caracterizado porque dichos medios para recibir energía comprenden al menos un terminal para recibir energía o enchufe de entrada (9) para recibir energía en 220 Vac, que comprenden al menos un terminal de conexión para recibir energía desde la red.

11. El aparato/dispositivo de la reivindicación 1 caracterizado porque comprende al menos un terminal o enchufe de conexión para recibir energía desde dicho al menos un panel fotovoltaico o panel solar.

12. El aparato/dispositivo de la reivindicación 1 caracterizado porque comprende dichos medios para monitorear el funcionamiento comprenden una pantalla o panel de control o controlador (2) que despliega parámetros de monitoreo. 12

13. El aparato/dispositivo de la reivindicación 12 caracterizado porque dichos parámetros de funcionamiento se seleccionan de barra que muestra el nivel de carga/descarga de energía, encendido o apagado, fuente de suministro de energía, suministro o abastecimiento de energía, temperatura.

14. El aparato/dispositivo de la reivindicación 2 caracterizado porque dichos medios para administrar o controlar en forma remota o a distancia comprenden medios para administrar el horario de uso, recibir reportes digitales, encender/apagar, silenciar alarmas.

15. El aparato/dispositivo de la reivindicación 14 caracterizado porque dichos medios para administrar comprenden un medio de comunicación inalámbrica seleccionado de uno de: un teléfono celular, un Tablet o un PC portátil.

16. El aparato/dispositivo de la reivindicación 2 caracterizado porque dichos medios de administración remota permiten la administración manual o automatizada.

17. El aparato/dispositivo de la reivindicación 1 caracterizado porque dicho tablero eléctrico comprende un medio temporizador (11 ), un interruptor de “bypass” (12), un medio detector de voltaje de entrada de corriente alterna (CA) (13), una salida de corriente alterna (14), un controlador (3), y un medio detector de voltaje de salida (15), y se conecta con un conjunto de baterías.

18. El aparato/dispositivo de la reivindicación 17 caracterizado porque dichos detectores de voltaje de entrada (13) y salida (15) de corriente alterna (CA) verifican la presencia de voltaje en la entrada y en la salida del controlador (3), respectivamente.

19. El aparato/dispositivo de la reivindicación 17 caracterizado porque dicho temporizador (11) recibe la señal del detector de voltaje de entrada CA (13) y del detector de salida de voltaje CA (15).

20. El aparato/dispositivo de la reivindicación 17 caracterizado porque dicho interruptor de “bypass” (12) conecta la corriente alterna con la salida de CA (13) permitiendo manejar la corriente que requiere el tablero eléctrico.

21 . El aparato/dispositivo de la reivindicación 1 caracterizado porque además comprende un sistema de alertas/alarmas al usuario que advierten de las condiciones/parámetros que generan un mal funcionamiento y que se pueden desplegar en uno de una pantalla del panel de control o una pantalla de un dispositivo de comunicación inalámbrica seleccionado de uno de un teléfono celular, un Tablet, un PC portátil.

22. El aparato/dispositivo de la reivindicación 21 caracterizado porque dichos parámetros/indicadores se seleccionan de uno o más de encendido o apagado, nivel de carga de las baterías, nivel de carga recibida por dichos paneles solares, temperatura del dispositivo, cortocircuito y sobreconsumo. 13

23. El aparato/dispositivo de la reivindicación 2 caracterizado porque dichos medios de administración además comprenden medios para controlar horario de uso, la generación y envío de reportes de uso o estado.

24. El aparato/dispositivo de la reivindicación 1 caracterizado porque además comprende múltiples sensores/detectores seleccionados de uno o más de sensores de temperatura, sensores de nivel de energía, sensores de sobreconsumo, sensores de cortocircuito, sensores de conexión de cableado o cable dañado, que permiten el envío de la información de estado de la temperatura, nivel de energía, sobreconsumo, cortocircuito, estado de conexión de cableados y cables a un banco de datos de una unidad de procesamiento central en la nube o en el dispositivo de comunicación inalámbrica.

25. Un método generar, almacenar y suministrar energía desde el aparato/dispositivo de cualquiera de las reivindicaciones anteriores caracterizado porque comprende las siguientes etapas: a) verificación priorizada de disponibilidad de energía fotovoltaica en los paneles solares como fuente priorizada, y confirmada la misma, se entrega/libera energía para suministrar y simultáneamente se cargan baterías; b) si la verificación de la etapa a) confirma que no hay disponibilidad de energía, inmediatamente ocurre la verificación de disponibilidad de energía desde la red eléctrica, y confirmada la misma, se acciona un “bypass” entre el terminal de entrada de energía y el terminal de la salida de energía, y al mismo tiempo, se comienza a cargar las baterías con energía desde la red eléctrica; c) si la verificación secuencial de la etapa a) y etapa b) confirma que no hay disponibilidad de energía, inmediatamente ocurre la verificación de disponibilidad de energía desde aquella almacenada en las baterías; y d) si la verificación secuencial de la etapa a), etapa b) y etapa c) confirma que no hay disponibilidad de energía, inmediatamente se activa una alarma visual, sonora o ambas, que avisa al usuario del inminente apagado por insuficiencia de energía que permita un funcionamiento autónomo.

26. El método de la reivindicación 25 caracterizado porque además comprende verificar en paralelo, en cada una de las etapas a), b) y c), condiciones de funcionamiento mediante mediciones realizadas por una pluralidad de sensores que envían en forma inalámbrica la información de dichas mediciones transformadas en señales inalámbricas a un banco de datos de una unidad de procesamiento central en la nube o web o en un dispositivo inalámbrico móvil, donde dichas señales son procesadas, y permiten la administración o autogestión forma remota o in situ del funcionamiento. 14

27. El método de la reivindicación 26 caracterizado porque además comprende la activación de alarmas/alertas visuales, sonoras o ambas que avisan al usuario que las condiciones de funcionamiento no son las adecuadas

28. El método de la reivindicación 26 caracterizado porque dichas condiciones de funcionamiento se seleccionan de una o más de: nivel de batería disponible, muy baja; sobreconsumo; temperatura interna alta; temperatura interna muy baja, cableado o cable de conexión dañado o cortocircuito.

29. El método de la reivindicación 27 caracterizado porque dichas alertas visuales o sonoras se seleccionan de una o más de: luces intermitentes o fijas que se activan ya sea en una ventana en el alojamiento del aparato/dispositivo o en el panel de control o que se despliega en la pantalla de un dispositivo de comunicación inalámbrica; sirenas o mensajes de texto en el dispositivo de comunicación inalámbrico.

30. El método de la reivindicación 25 caracterizado porque dichos sensores se seleccionan de uno o más de sensores de temperatura, sensores de nivel de energía, sensores de sobreconsumo, sensores de cortocircuito o sensores de conexión de cableado o cable dañado.