Sistema recuperador de energía.

Sistema recuperador de energía.

El sistema se basa en utilizar varias bicicletas estáticas

(1) cuyo eje pedalier se asocia a un generador, materializado específicamente en un motor asíncrono de anillos rozantes, que permite generar energía en alterna, que puede ser consumida directamente por la instalación de que se trate sin necesidad de tener que emplear dispositivos de acumulación de energía tales como baterías y similares.

Tipo: Patente de Invención. Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: P201431467.

Solicitante: MARTÍN ASENSIO, Jaime.

Nacionalidad solicitante: España.

Inventor/es: MARTÍN ASENSIO,Jaime, ASENSIO BARABASH,Ignacio.

Fecha de Publicación: .

Clasificación Internacional de Patentes:

  • SECCION F — MECANICA; ILUMINACION; CALEFACCION;... > MAQUINAS O MOTORES DE LIQUIDOS; MOTORES DE VIENTO,... > MOTORES DE RESORTES, DE PESOS, DE INERCIA O ANALOGOS;... > F03G5/00 (Dispositivos para producir potencia mecánica a partir de energía muscular (accionamiento de ciclos B62M))
  • SECCION A — NECESIDADES CORRIENTES DE LA VIDA > DEPORTES; JUEGOS; DISTRACCIONES > MATERIAL PARA LA EDUCACION FISICA, GIMNASIA, NATACION,... > Aparatos de entrenamiento o aparatos destinados a... > A63B69/16 (para el ciclismo)
  • SECCION A — NECESIDADES CORRIENTES DE LA VIDA > DEPORTES; JUEGOS; DISTRACCIONES > MATERIAL PARA LA EDUCACION FISICA, GIMNASIA, NATACION,... > Aparatos de ejercicio especialmente adaptados al... > A63B22/08 (para las piernas)
  • SECCION H — ELECTRICIDAD > PRODUCCION, CONVERSION O DISTRIBUCION DE LA ENERGIA... > MAQUINAS DINAMOELECTRICAS (relés dinamoeléctricos... > H02K17/00 (Motores de inducción asíncronos; Generadores de inducción asíncronos)
  • SECCION G — FISICA > CONTROL; REGULACION > SISTEMAS DE REGULACION DE VARIABLES ELECTRICAS O... > G05F3/00 (Sistemas no retroactivos para la regulación de variables eléctricas por utilización de un elemento no controlado, o de una combinación de elementos no controlados, siendo dicho elemento o dicha combinación aptos para ejercer por sí mismos una regulación)
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Sistema recuperador de energía.

Fragmento de la descripción:

SISTEMA RECUPERADOR DE ENERGIA

OBJETO DE LA INVENCIÓN 5

La presente invención se refiere a un sistema de recuperación de la energía generada en el pedaleo, cuya evidente finalidad es la de aprovechar la energía que se produce en la actividad del pedaleo de una bicicleta estática, o bien de una bicicleta normal dispuesta sobre un soporte estático, para que esa energía pueda aprovecharse al transformarse en energía eléctrica. 10

De forma mas concreta, el objeto de la invención es el de recuperar la energía que se pierde en las bicicletas estáticas, al realizar el ejercicio físico por parte de los usuarios, así como promover las sensibilización y concienciación ciudadana acerca de la demanda energética de nuestras actividades diarias, todo ello sin necesidad de tener que emplear baterías o medios 15 de almacenamiento eléctrico.

El campo o sector técnico en el que es aplicable la invención, es el de la producción y generación de energía, así como el consumo final de esta, etc.

ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN

Actualmente cada día es mas creciente la preocupación por el medio ambiente, el deporte y por supuesto el coste de la energía, por lo que seria de gran utilidad y deseable el poder utilizar la energía que se pierde en determinadas actividades físicas, concretamente en la producida 25 por el pedaleo en bicicletas estáticas.

Si bien es conocida la inclusión de alternadores o dinamos en bicicletas para la generación de energía eléctrica, esta solución se aplica a los elementos eléctricos que participan en las mismas, de manera que no puede aprovecharse para otras aplicaciones o ámbitos externos. 30

Hoy día existen instalaciones en las que en un circuito se agrupan varias bicicletas estáticas dotadas con los equipos anteriormente comentados, los cuales alimentan a un conjunto de baterías o acumuladores, para poder aprovechar dicha energía generada.

El problema que presentan este tipo de instalaciones es que las baterías a emplear son caras, voluminosas y necesitan un mantenimiento constante, por lo que seria deseable disponer de otros medios para el aprovechamiento de dicha energía generada.

DESCRIPCIÓN DE LA INVENCIÓN 5

El sistema que se preconiza, parte de la estructura conocida y anteriormente referida, en la que participan una serie bicicletas estáticas establecidas en un local o lugar determinado, en las que dichas bicicletas se aúnan para accionar correspondientes motores/generadores, de manera que la energía eléctrica generada pueda ser aprovechada para usos externos, por lo 10 que el sistema tiene por finalidad la creación de un espacio donde se conjugan el ocio, la concienciación acerca de la eficiencia energética, la solidaridad y la actividad física, explorando el uso de la propia energía que se produce pedaleando, motivados por actividades de ocio, o para obtener el rendimiento económico de nuestro pedaleo, incluso poder invertirlo en proyectos de carácter social asociados al proyecto. 15

Evidentemente, la creación de un espacio en el que a través de bicicletas estáticas se genera energía, motiva a los usuarios a realizar una actividad física basada en el pedaleo de forma que el propio usuario es el propio motor y generador de la energía, contabilizándose esta y aprovechándose directamente en la propia instalación eléctrica del gimnasio o local en el que 20 se instalan las bicicletas.

Es evidente que el beneficio generado, por ejemplo, en una empresa en la que es aplicable el sistema de la invención, revierte en los usuarios a través de diferentes formas creadas, tanto para la concienciación en ahorro y producción de energía, como para el apoyo económico a 25 proyectos de índole social propuestos, tanto por los promotores como por el propio usuario.

Además de la utilización de bicicletas estáticas, el sistema permite la utilización de bicicletas normales dispuestas sobre soporte fijo, lo que permite siempre aprovechar un producto existente en el mercado para la generación de energía, contabilizándose esta para su 30 utilización como banco de datos para realizar estadísticas de consumo y producción.

A partir de esta estructuración convencional, la invención se centra en el empleo de motores/generadores asíncronos de anillos rozantes, asociados al eje de giro de las bielas de las bicicletas, de manera que mediante el empleo de este tipo de motores/generadores, no se 35

precisen circuitos de almacenamiento de energía, con sus correspondientes acumuladores o baterías, de modo que la energía pueda ser aprovechada directamente en la instalación en la que se establecen las bicicletas.

El motor asíncrono se utiliza como generador conectado a la red eléctrica de corriente alterna, 5 inyectándole por sus anillos rozantes una tensión, proveniente de un oscilador de frecuencia variable controlado en tensión, tal que, al girar por efecto del pedaleo, funcione como generador asíncrono. También se mide la velocidad de giro del eje del motor y los vectores de tensión e intensidad en el motor asíncrono. Conocidas, de esta forma, la potencia generada y la velocidad de giro se obtiene el par resistente. Dicho par resistente se compara con la 10 consigna de par dada por un potenciómetro o similar. La señal de error obtenida hace variar la frecuencia de la tensión inyectada en los anillos rozantes, de manera que el par resistente sea el determinado por la consigna.

La tarea de regulación se encomienda a un microcontrolador. Obtiene la potencia generada de 15 la medición de los vectores de tensión de red e intensidad generada. La velocidad se deduce de un dispositivo de medición solidario con el eje del motor.

La salida es una señal eléctrica que se aplica al generador de frecuencia variable.

De esta forma, el motor, actúa como generador, de manera que la energía generada haciendo uso del pedaleo es de corriente alterna y en fase con la tensión de la red. Es decir, al forzar al motor a dar vueltas mediante el pedaleo, este en vez de recibir la corriente alterna por el estator, generará corriente a través del mismo y hacia la instalación eléctrica del lugar de emplazamiento del sistema, de manera que al final el efecto seria que una parte del gasto 25 eléctrico del lugar dejaría de consumirse de la red eléctrica convencional.

En definitiva, el sistema de la invención establece u ofrece un espacio innovador, diferente de transformación de la energía humana en energía eléctrica, consiguiendo un entorno de concienciación que además posibilita la financiación del proyecto, así como un beneficio 30 económico personal, además del ya recibido en forma de salud, todo ello de manera tal que no necesariamente se obtiene un mayor ahorro creando aparatos mas eficientes, sino haciendo a los usuarios mas conscientes del consumo de los mismos, y esto se puede apreciar en campañas como las de ahorro de agua, que se intenta concienciar a través de números y estadísticas a los consumidores para que tomen conciencia de las implicaciones de sus 35

acciones.

Por otro lado, cabe decir en relación con el impacto medioambiental, que la idea subyacente del proyecto de generación de energía a través del ejercicio del pedaleo, no por el volumen de la misma si no por la actividad empleada en la generación lleva con sigo una actividad física 5 humana que permite reflexionar acerca de la gestión de las fuentes de energía y los procesos de la formación energética a nivel global, de manera que el ahorro que supone la concienciación de los consumidores es comparable con el ahorro energético, ambiental y económico que se ha provocado en la industria de las bolsas de basura, puesto que las campañas de concienciación provocan que las personas...

 


Reivindicaciones:

1. Sistema recuperador de energía, que siendo del tipo de los que emplean una o mas bicicletas para el accionamiento de medios de generación de energía, conectados a una instalación eléctrica, se caracteriza porque como medios de generación de energía las 5 bicicletas incorporan sendos motores asíncronos de anillos rozantes, (5) , en los que el estator (6) va conectado a la red eléctrica (4) directamente, mientras que el eje del motor y consecuentemente su rotor (7) va conectado por medio de la correspondiente transmisión al eje pedalier de la bicicleta, habiéndose previsto que el rotor (7) , concretamente el sistema de anillos rozantes, se conecte a un oscilador de frecuencia variable (8) , en torno a la frecuencia 10 de la red, que permite variar el deslizamiento eléctrico de motor, con independencia de la velocidad mecánica y por tanto la potencia generada por el motor; con la particularidad de que el microcontrolador (9) incluye medios de medición de los vectores de tensión e intensidad, mediante sendos dispositivos (10) y (11) respectivamente y de medida de la velocidad de giro por el dispositivo (12) , para obtener el par resistente, así como medios de comparación con el 15 par deseado, establecido por un potenciómetro o similar, de manera que a través del correspondiente firmware de programación del microcontrolador se genera una señal de ataque al oscilador de frecuencia variable mediante la que el par resistente es igual al deseado.

2ª. Sistema recuperador de energía, según reivindicación 1ª, caracterizado porque el circuito se complementa con un circuito adicional de control de la energía generada, tanto del exceso de energía generada como de regulación de la energía reactiva, en la que participa un un segundo microcontrolador (12) dotado de medios de análisis de la corriente (13) y tensión (14) de red, y de conexión conmutada a la red de una resistencia conmutada (15) de consumo de la 25 energía sobrante en la instalación, así como de un condensador conmutado (16) que satisface las necesidades de energía reactiva de la instalación.