DISPOSITIVO MULTIFUNCIONAL DE GENERACION DE ENERGIA ELECTRICA, AGUA CALIENTE SANITARIA Y CLIMATIZACION.
Dispositivo multifuncional de generación de energía eléctrica,
agua caliente sanitaria y climatización, que combina el aprovechamiento de energía eólica, solar, geotérmica y fotovoltaica, con un motor de arranque que ayuda a la turbina eólica al inicio del giro, que comprende una base (1) en forma preferentemente de tronco de pirámide, con paredes inclinadas y con una pluralidad de paneles solares (4); un cuerpo central (2) compuesto por una turbina eólica de eje vertical con un rotor (6) en su parte central y una pluralidad de alas (7) unidas solidariamente al rotor (6) a través de dos ejes (15) paralelos, con una estructura metálica (8) formada por dos cuadrados (9) desfasados respecto a un eje central imaginario (10), y con dos láminas curvas (18) de altura reducida respecto al conjunto; una parte superior (3) con una pluralidad de lupas fresnel (19) sobre un cajetín (20) relleno de un fluido caloportador
Tipo: Patente de Invención. Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: P200802121.
Solicitante: ENCOFRADOS INTERNACIONALES TERMINADOS, S.L.
Nacionalidad solicitante: España.
Provincia: ZARAGOZA.
Inventor/es: CONDE GOMEZ,BENITO.
Fecha de Solicitud: 16 de Julio de 2008.
Fecha de Publicación: .
Fecha de Concesión: 4 de Marzo de 2010.
Clasificación Internacional de Patentes:
- F03D9/00E
Clasificación PCT:
- F03D9/00 MECANICA; ILUMINACION; CALEFACCION; ARMAMENTO; VOLADURA. › F03 MAQUINAS O MOTORES DE LIQUIDOS; MOTORES DE VIENTO, DE RESORTES, O DE PESOS; PRODUCCION DE ENERGIA MECANICA O DE EMPUJE PROPULSIVO O POR REACCION, NO PREVISTA EN OTRO LUGAR. › F03D MOTORES DE VIENTO. › Adaptaciones de los motores de viento para usos especiales; Combinaciones de motores de viento con los aparatos que accionan; Motores de viento especialmente adaptados para su instalación en lugares particulares (sistemas híbridos de energía eólica-fotovoltaica para la generación de energía eléctrica H02S 10/12).
Fragmento de la descripción:
Dispositivo multifuncional de generación de energía eléctrica, agua caliente sanitaria y climatización.
Objeto de la invención
La presente invención consiste en un dispositivo multifuncional de generación de energía eléctrica, agua caliente sanitaria y climatización, que combina el aprovechamiento de energía eólica, solar, geotérmica y fotovoltaica.
Antecedentes de la invención
El problema de la energía es uno de los problemas más acuciantes de la humanidad. En la actualidad existen en el mercado un buen número de aparatos y sistemas para la transformación de recursos naturales en energía, presentando el gran inconveniente de su irregularidad de producción según la época del año.
Por ejemplo los sistemas eólicos consiguen muy poca producción en los días soleados y sin viento, y en la mayoría de los días de verano, mientras que el rendimiento en sistemas fotovoltaicos o solares es muy limitado durante las estaciones invernales.
La patente W02005/085633 trata sobre un sistema generador de energía a través del viento que comprende un rotor con un eje vertical y un cuerpo central desviado. Las hojas laterales y el cuerpo interior desviado se conectan por platos paralelos. La anchura de estos platos es mayor que la de las hojas laterales. También la patente US 5494407 trata de un rotor con dos alas, donde cada una tiene un eje interior con un eje exterior de las alas posicionados en un circulo que define el diámetro del rotor. Sin embargo, ambas invenciones se refieren a turbinas eólicas, que como ya hemos comentando, pueden tener gran irregularidad dependiendo de la climatología.
En la presente invención, se describe un sistema capaz de generar y combinar esta energía eólica, con energía solar, geotérmica y fotovoltaica, utilizando entre otros, una turbina eólica del tipo de las descritas anteriormente.
Descripción de la invención
La presente invención resuelve de forma plenamente satisfactoria la problemática anteriormente descrita. Así pues, La innovación del modelo de utilidad que se describe radica en la integración de las energías eólica, solar, geotérmica y fotovoltaica, resultando una producción casi regular a lo largo de todo el año para la consecución de instalaciones de prácticamente coste energético cero.
Una de las grandes ventajas de este sistema radica en que pueden conseguirse edificios autosuficientes hablando en términos de consumo energético. Además, presente mejoras en la eficiencia respecto a los sistemas de aprovechamiento de recursos naturales actuales.
El dispositivo multifuncional de generación de energía eléctrica, agua caliente sanitaria y climatización propuesto comprende tres partes diferenciadas, base, cuerpo central y parte superior.
En la base se dispone de toda la instrumentación necesaria para el funcionamiento y mantenimiento del dispositivo. Según la funcionalidad que proporciona se pueden distinguir los siguientes sistemas:
La parte superior de la base está expresamente diseñada para minimizar las vibraciones de la turbina eólica que pudieran repercutir en el ratio de conversión de energía mecánica en eléctrica.
El cuerpo central comprende una turbina eólica de eje vertical que presenta en su parte central un rotor y una pluralidad de alas unidas solidariamente al cuerpo central. Una estructura metálica formada por dos cuadrados desfasados respecto a un eje central imaginario dotan de robustez al generador a la vez que le sirven como alojamiento para las tuberías de subida y bajada del fluido caloportador del sistema solar.
Para favorecer el inicio de giro y el rendimiento de la turbina se han dispuesto, tanto en la parte superior como en la inferior de la turbina eólica, dos láminas curvas de altura reducida que encauzan la corriente de aire hacia las aspas del rotor.
El rotor presenta las ventajas características de una turbina eólica de eje vertical, pues tiene un fuerte par de arranque y poder funcionar en condiciones seguras incluso en condiciones de viento extremas. Pero en contraposición, dicho rotor presenta una producción energética baja, lo que se solventa con un multiplicador y una estructura auxiliar externa a cierta distancia del rotor central para incrementar su rendimiento.
Dicha estructura externa auxiliar se compone de una pluralidad de alas unidas al rotor central por dos ejes paralelos en su parte superior y dos ejes paralelos por su parte inferior. Estas alas tienen una parte ancha que disminuye en grosor hasta acabar en punta en su extremo opuesto, aumentando la fuerza de empuje de la corriente de aire y por tanto produciendo una mejora en el rendimiento de la turbina eólica.
Adicionalmente cuenta con un pequeño motor de arranque, que con la turbina parada y a velocidades bajas de viento (1,5 m/s - 2 m/s), ayuda a la turbina eólica a su inicio de giro. Se consigue así que el dispositivo multifuncional arranque y funcione a velocidades inferior a las de cualquier turbina eólica que se conozca en el mercado.
La parte superior tiene distribuidas a lo largo de su superficie diversas lupas fresnel de gran tamaño que concentran las radiaciones solares (entre 400 y 600 veces) sobre un cajetín negro relleno de un fluido caloportador que puede alcanzar altas temperaturas sin evaporarse y que es utilizado tanto para el calentamiento del agua caliente sanitaria como para el agua usada para la climatización. Existen dos depósitos de agua diferentes de donde llega agua a una temperatura de 16º debido al ciclo de funcionamiento por rotativo bajo rasante de 1,50 metros, por esta razón el agua de los depósitos se mantiene a una temperatura constante, siendo fundamental como punto de partida de iniciación de calentamiento o refrigeración. La continuidad de las lupas y su acabado casi hermético permite una recepción continua de la radiación solar, ayudando al aumento de temperatura del fluido caloportador. Además, pueden estar protegidas por un cristal para evitar deformaciones, a la vez que facilitan su limpieza para evitar pérdidas de rendimiento y minimizar pérdidas por calor radiante.
El diseño de esta parte se implementa según la zona geográfica de instalación, pudiendo adoptar forma troncocónica o abovedada.
Descripción...
Reivindicaciones:
1. Dispositivo multifuncional de generación de energía eléctrica, agua caliente sanitaria y climatización, que combina el aprovechamiento de energía eólica, solar, geotérmica y fotovoltaica, con un motor de arranque que ayuda a la turbina eólica al inicio del giro, caracterizado porque comprende
2. Dispositivo multifuncional de generación de energía eléctrica, agua caliente sanitaria y climatización, según reivindicación 1, caracterizado porque comprende un multiplicador, que aumenta la conversión del movimiento rotacional del eje central de la turbina en corriente eléctrica, por medio de un generador de imanes permanente.
3. Dispositivo multifuncional de generación de energía eléctrica, agua caliente sanitaria y climatización, según reivindicaciones 1 y 2, caracterizado porque comprende una pluralidad de baterías conectadas en serie para almacenar la energía eléctrica generada, con un circuito inversor que convierte la corriente alterna generada por el sistema eólico en corriente continua apropiada para ser almacenada en las baterías, y con un regulador para evitar las sobrecargas.
4. Dispositivo multifuncional de generación de energía eléctrica, agua caliente sanitaria y climatización, según reivindicaciones 1 a 3, caracterizado porque posee dos depósitos (5) aislados convenientemente para el agua caliente sanitaria, incluyendo los sistemas de bombeo para el transporte de agua.
5. Dispositivo multifuncional de generación de energía eléctrica, agua caliente sanitaria y climatización, según reivindicaciones 1 a 4, caracterizado porque se encuentra conectado a un circuito de tuberías enterrado en el subsuelo, y donde la estructura metálica (8) aloja en su interior las tuberías de subida y bajada del fluido caloportador.
6. Dispositivo multifuncional de generación de energía eléctrica, agua caliente sanitaria y climatización, según reivindicaciones 1 a 5, caracterizado porque posee un sistema eléctrico-mecánico en caso de necesidad de paro de la turbina eólica.
7. Dispositivo multifuncional de generación de energía eléctrica, agua caliente sanitaria y climatización, según reivindicación 1, caracterizado porque el rotor (6) incluye dos aspas (11) enfrentadas respecto al eje central (12).
8. Dispositivo multifuncional de generación de energía eléctrica, agua caliente sanitaria y climatización, según reivindicación 7, caracterizado porque cada aspa (11) tiene una parte interna recta (13) y una externa curvada (14).
9. Dispositivo multifuncional de generación de energía eléctrica, agua caliente sanitaria y climatización, según reivindicación 1, caracterizado porque las alas (7) poseen una parte ancha (16) que disminuye su grosor hasta acabar en punta (17) en su extremo opuesto, aumentando así la fuerza de empuje de la corriente de aire y por tanto produciendo una mejora en el rendimiento de la turbina eólica.
10. Dispositivo multifuncional de generación de energía eléctrica, agua caliente sanitaria y climatización, según reivindicación 9, caracterizado porque el número de alas (7) dispuestas alrededor del eje central (12) son dos.
11. Dispositivo multifuncional de generación de energía eléctrica, agua caliente sanitaria y climatización, según reivindicación 9, caracterizado porque el número de alas (7) dispuestas alrededor del eje central (12) son cuatro.
12. Dispositivo multifuncional de generación de energía eléctrica, agua caliente sanitaria y climatización, según reivindicación 1, caracterizado porque las lupas (19) están protegidas por un cristal para evitar deformaciones, pérdidas de rendimiento y por calor, e incluso facilitando la limpieza.
13. Dispositivo multifuncional de generación de energía eléctrica, agua caliente sanitaria y climatización, según reivindicación 1, caracterizado porque la parte superior adopta forma de tronco de pirámide.
14. Dispositivo multifuncional de generación de energía eléctrica, agua caliente sanitaria y climatización, según reivindicación 1, caracterizado porque la parte superior adopta forma abovedada.
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