Convertidor de energía eólica que usa cometas.

Sistema eólico (1) para convertir energía, que comprende:

- al menos una cometa

(2) adaptada para dirigirse desde el suelo sumergida en al menos una corriente de viento (W);

- al menos un módulo (5) adaptado para trasladarse sobre al menos un riel (6; 7) colocado cerca del suelo, dicho módulo (5) que se conecta mediante al menos una cuerda (4) a dicha cometa (2), dicha cometa (2) que se adapta para dirigirse por dicho módulo (5) con el objetivo de arrastrar dicho módulo (5) sobre dicho riel (6; 7) y realizar dicha conversión de energía eólica en energía eléctrica mediante al menos un sistema generador que coopera con dicho módulo (5) y dicho riel (6; 7), dicha cuerda (4) que se adapta tanto para transmitir energía mecánica desde y hacia dicha cometa (2) como para controlar una trayectoria de vuelo de dicha cometa (2),

en donde el sistema eólico (1) comprende además al menos un sistema de recuperación (8) de dicha cometa (2), caracterizado porque dicho sistema generador está configurado para convertir energía mecánica en energía eléctrica por medio de un movimiento relativo entre dicho módulo (5) y dicho riel (6; 7).

Tipo: Patente Europea. Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: E13002474.

Solicitante: KITE GEN RESEARCH S.R.L. .

Nacionalidad solicitante: Italia.

Dirección: Via XXV Aprile 8 10023 Chieri (TO) ITALIA.

Inventor/es: IPPOLITO,MASSIMO, TADDEI,FRANCO.

Fecha de Publicación: .

Clasificación Internacional de Patentes:

  • SECCION F — MECANICA; ILUMINACION; CALEFACCION;... > MAQUINAS O MOTORES DE LIQUIDOS; MOTORES DE VIENTO,... > MOTORES DE VIENTO > Detalles, partes constitutivas o accesorios no cubiertos... > F03D11/04 (Estructuras de montaje)
  • SECCION F — MECANICA; ILUMINACION; CALEFACCION;... > MAQUINAS O MOTORES DE LIQUIDOS; MOTORES DE VIENTO,... > MOTORES DE VIENTO > Otros motores de viento (su control F03D 7/00) > F03D5/04 (estando fijadas las piezas en contacto con el viento a carrillos que se desplazan sobre vías o dispositivos similares)

PDF original: ES-2542829_T3.pdf

 

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Fragmento de la descripción:

Convertidor de energía eólica que usa cometas

La presente invención se refiere a un sistema para convertir energía eólica mediante la traslación sobre un riel de módulos arrastrados por cometas. La presente invención se refiere además a un proceso para producir energía eléctrica mediante tal sistema.

En el pasado, ya se ha tratado el problema de producir electricidad a bajo costo mediante la explotación de fuentes de energía renovables; particularmente, en algunas patentes anteriores que se mencionan más abajo, se han propuesto procesos para convertir la energía eólica, junto con varios dispositivos que sustraen energía del viento mediante perfiles de ala de potencia (denominados genéricamente con el término "cometa").

Particularmente, la patente US 4.124.182 describe un dispositivo equipado con "paracometas" (o "paracaídas modificados") para capturar la energía eólica y convertirla en el movimiento de rotación de un vástago que acciona un generador. Este dispositivo se caracteriza por un par de "trenes de paracometas" en los cuales las cometas se disponen en serie. Cada tren se equipa con una cuerda de potencia. Tales cables son lo suficientemente largos para permitir que los trenes de paracometas alcancen alturas en las cuales soplan vientos más fuertes y más uniformes con respecto a los que soplan al nivel de la superficie terrestre. Cada tren se restringe mediante la correspondiente cuerda de potencia a un tambor o un cabrestante cuyo sentido de giro puede alternarse de manera que bobine de nuevo las cuerdas o permita desenrollar las cuerdas debido a la tracción de la corriente del viento. Cada tren de paracometas se equipa con una segunda cuerda, llamada "de tapa", conectada a cada cometa del tren y mediante la cual es posible colapsar selectivamente las paracometas para facilitar el procedimiento de rebobinado. Mediante un reductor, el movimiento giratorio de cada cabrestante se transfiere a un generador que, cuando se acciona, produce electricidad. Hay un sistema único de poleas que, mediante embragues y engranes, hace que un tren de paracometas se recupere mientras que el otro asciende. La energía eólica capturada se convierte por ello en energía mecánica que en parte se gasta inmediatamente para recuperar el tren de paracometas cuya tapa se ha cerrado, y en parte se convierte en energía eléctrica. Mediante un globo aerostático limitado a cada tren y que se infla y se desinfla en cada ciclo de operación, las paracometas se mantienen a una altura deseada y las tapas tienen una orientación fija.

La patente china CN 1.052.723 describe un generador eólico de corriente equipado con un par de cometas mediante las cuales la tracción ejercida por las corrientes de viento se convierte, mediante cuerdas de alta resistencia, en la rotación de un tambor colocado a nivel del suelo. El cabrestante acciona un motor hidráulico mediante el cual tiene lugar la producción de corriente.

La patente británica GB 2.317.422 describe un dispositivo equipado con una pluralidad de cometas que, debido al efecto de la acción del viento, hace girar un vástago vertical conectado a un generador para producir corriente. Las cometas se empujan por el viento y describen una trayectoria circular en el plano horizontal. Cada cometa se equipa con un dispositivo capaz de modificar el ángulo de ataque del viento con el objetivo de garantizar la continuidad del vuelo.

La patente de los Estados Unidos US 6.072.245 describe un dispositivo para explotar la energía eólica compuesto de una multitud de cometas conectadas a cuerdas que forman un anillo. Las cometas se dirigen con el objetivo de alternar un trayecto ascendente con uno descendente, que determina un movimiento giratorio del anillo siempre a lo largo de la misma dirección. Cada cometa se conecta a una cuerda de potencia para transmitir la energía mecánica y a un sistema de cuerdas de dirección para ajustar el ángulo de ataque del viento de cada cometa. La cuerda de potencia determina la rotación de las poleas mediante las cuales tiene lugar la producción de electricidad. Las cuerdas de dirección se usan para hacer que cada cometa tome una posición que, en el trayecto ascendente, permite que la cometa se arrastre hacia arriba por el viento, y una segunda posición en el trayecto descendente de manera que la cometa se somete a un menor empuje del viento.

La patente de los Estados Unidos US 6.254.034 describe un dispositivo equipado con una cometa ("aparato aéreo atado") empujado por las corrientes de viento a una altura controlada, con el objetivo de explotar la energía eólica. La cometa se conecta mediante una cuerda a un cabrestante que acciona un generador para producir energía eléctrica. A bordo de la cometa, se ensambla un sistema de dirección, que detecta y modifica el ángulo de ataque del viento y modifica el área frontal Interceptada por el viento. Tal sistema se controla desde el suelo por un operador, que lee en una pantalla los datos transmitidos por los sensores adecuados, o automáticamente mediante un sistema de control remoto. La cometa se dirige con el objetivo de ascender en la dirección del viento con un ángulo de ataque alto. Después de que ha terminado la ascensión, el ángulo de ataque se reduce y la cometa planea con el objetivo de regresar contra el viento. La cometa se recupera, planea de nuevo a favor del viento y el ciclo se repite.

La patente holandesa NL1017171C describe un dispositivo similar al descrito anteriormente en el cual sin embargo no se proporciona el modo de dirección manual, y en el cual la recuperación de la cometa tiene lugar al Inclinar la cometa como una bandera, con el objetivo de minimizar el empuje del viento cuando se rebobinan las cuerdas.

La patente de los Estados Unidos US 6.523.781 describe un dispositivo compuesto de una cometa ("cometa de perfil aerodinámico") mediante la cual se captura la energía eólica, que tiene un borde de ataque, un borde de salida y dos bordes laterales. Esta cometa se dirige mediante un mecanismo que se soporta por la propia cometa. Este dispositivo se equipa con cuerdas conectadas a los bordes de la cometa y la cometa se dirige por la modificación, mediante estas cuerdas, del ángulo de ataque. El mecanismo de dirección se suministra por los cables eléctricos colocados dentro de una cuerda de potencia que conecta la cometa a un cabrestante que acciona un generador para producir electricidad. La cometa asciende empujada por el viento mediante el uso de la fuerza de sustentación y describe una trayectoria casi perpendicular a la dirección de la velocidad del viento. Después de que ha terminado la ascensión, la cometa se recupera y luego se dirige con el objetivo de capturar de nuevo el viento.

La solicitud de patente de los Estados Unidos US2005046197 describe un dispositivo equipado con una cometa para explotar la energía eólica que genera electricidad mediante el accionamiento, por medio de cuerdas, de un cabrestante conectado a un generador. La cometa se dirige por medio de cuerdas adicionales mediante las cuales se modifica el ángulo de ataque del viento. La cometa asciende con un ángulo de ataque alto. Después de que ha terminado la ascensión, el ángulo de ataque se minimiza y la cometa se recupera con el objetivo de iniciar el ciclo de nuevo.

La solicitud de patente italiana T02006A000491 del mismo Solicitante de la presente solicitud describe un sistema eólico para convertir energía que comprende al menos una cometa que puede dirigirse desde el suelo sumergida en al menos una corriente de viento y un aerogenerador de eje vertical colocado a nivel del suelo, tal aerogenerador que se equipa con al menos un brazo conectado mediante dos cuerdas a la cometa, tal cometa que se adapta para dirigirse por la turbina con el objetivo de hacer girar el brazo y realizar la conversión... [Seguir leyendo]

 


Reivindicaciones:

1. Sistema eólico (1) para convertir energía, que comprende:

- al menos una cometa (2) adaptada para dirigirse desde el suelo sumergida en al menos una corriente de viento (W);

- al menos un módulo (5) adaptado para trasladarse sobre al menos un riel (6; 7) colocado cerca del suelo, dicho módulo (5) que se conecta mediante al menos una cuerda (4) a dicha cometa (2), dicha cometa (2) que se adapta para dirigirse por dicho módulo (5) con el objetivo de arrastrar dicho módulo (5) sobre dicho riel (6; 7) y realizar dicha conversión de energía eólica en energía eléctrica mediante al menos un sistema generador que coopera con dicho módulo (5) y dicho riel (6; 7), dicha cuerda (4) que se adapta tanto para transmitir energía mecánica desde y hacia dicha cometa (2) como para controlar una trayectoria de vuelo de dicha cometa (2),

en donde el sistema eólico (1) comprende además al menos un sistema de recuperación (8) de dicha cometa (2),

caracterizado porque dicho sistema generador está configurado para convertir energía mecánica en energía eléctrica por medio de un movimiento relativo entre dicho módulo (5) y dicho riel (6; 7).

2. Sistema eólico (1) de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado porque dicho módulo (5) está equipado con al menos un carro (11) para trasladarse a lo largo de dicho riel (6; 7), dicho sistema de recuperación (8) que se restringe a dicho carro (11) cerca de al menos un extremo.

3. Sistema eólico (1) de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado porque dicho módulo (5) está equipado con al menos un carro (11) para trasladarse a lo largo de dicho riel (6; 7), dicho sistema de recuperación (8) que se restringe a dicho carro (11) que se traslada en una altura mayor cerca de un extremo de dicho sistema de recuperación (8) desde el cual dichas cuerdas (4) salen hacia dicha cometa (2).

4. Sistema eólico (1) de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado porque dicho módulo (5) está equipado con al menos un carro (11) para trasladarse a lo largo de dicho riel (6; 7), dicho sistema de recuperación (8) que se restringe a dicho carro (11) que se traslada a una altura inferior cerca de un extremo de dicho sistema de recuperación (8) en el cual dichas cuerdas (4) continúan hacia dicha cometa (2).

5. Sistema eólico (1) de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado porque dicho sistema de recuperación (8) está equipado con ruedas (17) amortiguadas que se trasladan sobre al menos un riel (7).

6. Sistema eólico (1) de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado porque comprende una estructura flexible estirada (12), dicha estructura flexible estirada (12) que contribuye a soportar un peso de dicho sistema de recuperación (8) y que conecta mutuamente al menos dos de dichos módulos (5).

7. Sistema eólico (1) de acuerdo con la reivindicación 6, caracterizado porque dicha estructura flexible estirada (12) está equipada con una estructura de tipo red vertical (13).

8. Sistema eólico (1) de acuerdo con la reivindicación 7, caracterizado porque dicha estructura flexible estirada (12) está equipada con varillas de tensión (14) restringidas en un extremo a dicho sistema de recuperación (8) y en el otro extremo a dicha estructura de tipo red vertical (13).

9. Sistema eólico (1) de acuerdo con la reivindicación 6, caracterizado porque dicha estructura flexible estirada (12) está equipada con varillas de tensión (14) que conectan mutuamente dichos módulos (5) o dichos sistemas de recuperación (8).

10. Sistema eólico (1) de acuerdo con la reivindicación 6, caracterizado porque dicha estructura flexible estirada (12) tiene secciones triangulares desarrolladas siguiendo una simetría cilindrica, o dicha estructura flexible estirada (12) comprende un anillo que sigue funciones interconectadas con respecto a dichos módulos (5).

11. Sistema eólico (1) de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado porque dicho sistema de recuperación (8) comprende al menos un tubo cilindrico.

12. Sistema eólico (1) de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado porque dicho sistema de recuperación (8) está hecho de una estructura de tipo enrejado.

13. Sistema eólico (1) de acuerdo con la reivindicación 12, caracterizado porque dicha estructura de tipo enrejado está equipada con al menos una red de relleno para contener dicha cometa (2).

14. Sistema eólico (1) de acuerdo con la reivindicación 13, caracterizado porque dicha red de relleno está equipada con un enredo adaptado para evitar atascos en un deslizamiento de dicha cometa (2).

15. Sistema eólico (1) de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado porque dicho sistema de recuperación (8) reacciona gravitacionalmente con su propio peso a un componente de tracción vertical de dicha cometa (2).

16. Sistema eólico (1) de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado porque dicho sistema de recuperación (8) está equipado con al menos una unión articulada (9) con el objetivo de ser parcial o completamente capaz de orientarse.

17. Sistema eólico (1) de acuerdo con la reivindicación 16, caracterizado porque una parte (10) de extremo capaz de ser orientado de dicho sistema de recuperación (8) es dirigido mediante un sistema compuesto de al menos tres

cuerdas (31).

18. Sistema eólico (1) de acuerdo con la reivindicación 17, caracterizado porque la parte (10) de extremo capaz de ser orientado es dirigido mediante dicha estructura (12) flexible estirada.