NUEVO SISTEMA HIDRAULICO DE GENERACION DE ENERGIA ELECTRICA POR GRAVEDAD.

Nuevo sistema hidráulico de generación de energía eléctrica por gravedad formado por la asociación sincronizada de un conjunto de sistemas básicos que convergen en una turbina hidráulica (11),

cada uno consta de un depósito principal (1), una cubeta de carga (3) unida a un pistón hidráulico de elevación (6) y a un soporte de sustentación (14) con unos pistones hidráulicos de presión (4), unas guía de deslizamiento (2), provistas de enclavamientos (12), dos cubetas de presión (5), un depósito para el fluido de presión (10), un depósito de drenaje de la cubeta de carga (8) con un pistón hidráulico (7) y un mecanismo de autoelevación (13), unas guías de deslizamiento (15) provistas de enclavamientos (19) y un depósito de drenaje final (9), unas tuberías (16), (17) y (18) uniendo las distintas partes del sistema, y unas válvulas para controlar el paso de dichos fluidos. Intercalando varios sistemas a intervalos regulares de tiempo se consigue generar energía de forma continua

Nuevo sistema hidráulico de generación de energía eléctrica por gravedad.

La invención se refiere a un nuevo sistema hidráulico de generación de energía por gravedad; es decir, un sistema que genera por si solo aprovechando la fuerza de la gravedad, un movimiento de rotación sobre una turbina hidráulica para producir energía eléctrica, acoplando el necesario generador eléctrico.

Esto se logra mediante la utilización de una serie de sistemas básicos que convergen para alimentar una turbina hidráulica con un caudal suficiente para producir energía eléctrica de forma continua y de una potencia adecuada para ser utilizada comercialmente.

Una vez llena la cubeta de carga con el agua u otro líquido proporcionado por el depósito principal y, a su vez llenas también las cubetas de presión con el fluido o líquido del deposito del líquido de presión, se procede a la desactivación de los enclavamientos superiores de sujeción, se deja descender por unas guías de deslizamiento y por gravedad, a través de los pistones hidráulicos de presión que al igual que la cubeta de carga están acoplados a un soporte de sustentación, se consigue que el fluido de las cubetas de presión llegue hasta la turbina hidráulica y así generar movimiento rotatorio que transmitido al generador eléctrico acoplado a la turbina se transforma en energía eléctrica. Este fluido o líquido una vez turbinado cae por gravedad al depósito del líquido de presión que lo drena a las cubetas de presión. Asimismo todo el agua u otro líquido de la cubeta de carga, cuando esta llega a su posición inferior, es vertido al depósito de drenaje de la cubeta de carga. Dicho depósito está provisto de unos enclavamientos, que una vez accionados y por gravedad va a transmitir todo su peso sobre el pistón hidráulico, que a su vez trasmite su fuerza al pistón hidráulico de elevación para hacer que todo el sistema compuesto por la cubeta de carga, pistones hidráulicos de presión y el soporte de sustentación, vuelvan a su posición de inicio; al mismo tiempo dicho depósito de drenaje de la cubeta de carga en su movimiento de descenso por gravedad va acumulando energía en su mecanismo de auto elevación cuya misión es volver a situar dicho depósito una vez vaciado en su posición superior; procediéndose a continuación al vaciado del depósito de drenaje de la cubeta de carga al depósito de drenaje final, preparando el sistema para otro ciclo.

Al disponer de varios sistemas iguales se pueden programar para que actúen a intervalos de tiempo definidos consiguiendo así que la turbina hidráulica esté alimentada con la misma presión del fluido o líquido a presión, generando energía eléctrica de manera continua.

Estado de la técnica

Existe una gran variedad de sistemas patentados que utilizan la fuerza de la gravedad para obtener energía. En algunos casos el sistema se autoabastece, en otros se consigue obtener energía de manera continua. Sin embargo, el procedimiento y los dispositivos utilizados no se asemejan al de la presente invención.

En efecto, realizando una búsqueda orientativa en la base de datos OEPMPAT de la Oficina Española de Patentes y Marcas, que recoge, entre otras, todas las patentes y modelos de utilidad con efectos en España publicados en los últimos veinticinco años, se han encontrado documentos relativos a diferentes mecanismos o sistemas patentados que aprovechan la fuerza de la gravedad para la generación de energía.

Este es el caso de la Patente P200102883 "Generador eléctrico formado por bolas que caen por un tubo golpeando bielas horizontales", que es un aparato que funciona a partir de la acción del movimiento que unas bolas transmiten al ir cayendo por un tubo vertical, a unas bielas que mueven discos de cobre o rotores de imanes. Otro caso es el de la patente P19860425 "Sistema generador de energía eléctrica por medios mecánicos" donde se consigue mover con muy poca energía un conjunto de piezas mecánicas que, aprovechando la fuerza de la gravedad, vuelve a transformarse en energía eléctrica que autoabastece a la máquina productora. Otro caso es el de la patente ESO486380A1 ``Procedimiento para transformar en energía eléctrica las variaciones de nivel de las grandes masas de agua, como el oleaje del mar, aprovechando la energía potencial acumulada por un peso al ser elevado por el aumento de nivel del agua en que está sumergido.

Sin embargo, todos estos sistemas no ofrecen la posibilidad de obtener energía de forma continua, lo que si es posible con el que es objeto de la presente invención, que a continuación se pasa a describir.

Compendio de la invención

El nuevo sistema hidráulico de generación de energía eléctrica por gravedad se caracteriza por estar constituido a partir de un sistema básico, que consta de un depósito principal que abastece de agua u otro líquido a la cubeta de carga acoplada a un soporte de sustentación, que además sustenta a unos pistones hidráulicos de presión y todo ello se desliza por una guías dotadas de enclavamientos superior e inferior, que conducen todo el sistema en sus movimientos de subida y bajada; a su vez y situado debajo de la cubeta de carga se encuentra el pistón hidráulico de elevación, cuya misión en elevar todo el sistema una vez concluido el ciclo de bajada y que es accionado a través del pistón hidráulico del depósito de drenaje de la cubeta de carga, aprovechando también la fuerza de la gravedad; asimismo el depósito de drenaje de la cubeta de carga, a través de un mecanismo de auto elevación situado en su parte inferior, vuelve a elevar dicho depósito vacío a su posición inicial, y una vez terminado el ciclo de bajada, vierte su contenido al depósito de drenaje final.

Los pistones hidráulicos de presión sujetos por el soporte de sustentación están introducidos en las cubetas de presión, las cuales están llenas de un fluido o líquido sobre el que van a hacer presión dichos pistones en su movimiento de descenso.

Todo el líquido presionado es conducido por una tubería hasta la turbina hidráulica, que lo aprovechará para producir energía y que irá drenando al depósito del líquido de presión y una vez que se halla finalizado el movimiento de descenso, ese líquido del depósito del líquido de presión se reutilizará para volver a llenar las cubetas de presión en un circuito cerrado, cuando la cubeta de carga, pistones de presión hidráulica y soporte de sustentación se encuentren en la posición inferior, serán accionados por el pistón hidráulico de elevación y el sistema estará preparado y bloqueado en su posición superior para iniciar un nuevo ciclo.

Si utilizamos varios sistemas y los sincronizamos a intervalos regulares de tiempo, conseguimos que la turbina hidráulica esté siempre alimentada de líquido a presión, consiguiendo así generar energía de manera continua.

La gran ventaja que aporta esta invención es, por tanto, la de disponer de un sistema basado en la fuerza de la gravedad que permite obtener energía de forma limpia y continua, sin paradas, y sin gasto de materia prima, ya que se puede utilizar el agua de un caudal definido, como puede ser el de un río, sin afectar al medio ambiente puesto que el agua utilizada se devuelve al caudal del río mediante el depósito de drenaje.

Todo el sistema está dotado de válvulas para el llenado y drenaje de los depósitos; así mismo, el líquido va conducido a través de tuberías, y los sistemas hidráulicos llevan incorporados todas las válvulas necesarias para su funcionamiento. Además todo el sistema está gobernado por un control de tipo programable o PLC y dotado de la instrumentación necesaria para su correcto funcionamiento con detectores de proximidad, finales de carrera, posicionadores de enclavamiento, sensores de nivel, posicionadores de las válvulas, sensores de presión, etc.

Además, el nuevo sistema ofrece múltiples y muy diversas combinaciones, ya que se puede variar la altura, el número de sistemas básicos, el número de cubetas de carga, el número de cubetas de presión, la capacidad de las cubetas de carga y de presión, etc., lo que le convierte en un sistema muy versátil, con gran capacidad de adaptación a la demanda de energía que se requiera y a cada terreno donde deba implantarse.

Se podría decir que el sistema de la presente invención se asemeja a una central hidráulica, pero en lugar de tuberías de conducción de agua...

1. Nuevo sistema hidráulico de generación de energía por gravedad, caracterizado por estar constituido a partir de un sistema básico, que consta de un depósito (1), un soporte de sustentación (14), provisto de una guías de deslizamiento (2) dotadas de enclavamientos superior e inferior (12) para su movimiento de subida y bajada y acoplados en su parte inferior una cubeta de carga (3) situada encima del pistón hidráulico de elevación (6) y unos pistones hidráulicos de presión (4) situados en el interior de las cubetas de presión (5), encargados de ejercer presión sobre el fluido o líquido que contienen y dirigirlo hacia la turbina hidráulica (11) que se encuentra en la parte superior y que una vez turbinado, drenará por gravedad al depósito de drenaje del fluido o líquido a presión (10), que una finalizado el ciclo de descenso y sea elevado el soporte de sustentación (14) con la cubeta de carga (3) y los pistones hidráulicos de presión (4), dicho líquido será drenado de nuevo a las cubetas de presión (5).

2. Nuevo sistema hidráulico de generación de energía por gravedad caracterizado por el conjunto del depósito de drenaje de la cubeta de carga (8), pistón hidráulico (7), mecanismo de auto elevación (13), guías de deslizamiento (15) con sus enclavamientos superior e inferior (19), aprovechan la gravedad en su ciclo de bajada: primero para cargar el mecanismo de auto elevación (13) y poder elevar dicho depósito (8) vacío a su posición inicial o superior y segundo, para elevar todo el conjunto del soporte de sustentación (14) con la cubeta de carga (3) y los pistones hidráulicos de presión (4) a su posición inicial o superior a través del pistón hidráulico (7) que suministra la fuerza necesaria al pistón de elevación (6) para realizar dicho movimiento de ascenso.

3. Proceso en el sistema básico del nuevo sistema hidráulico de generación de energía por gravedad, según reivindicaciones 1 y 2, que comprende las siguientes etapas:

- Liberación de los enclavamientos superiores (12) de las guías de deslizamiento (2) del soporte de sustentación (14) con la cubeta de carga (3) llena de agua u otro líquido por gravedad procedente del depósito principal (1) y los pistones hidráulicos de presión (4).

- Descenso del soporte de sustentación (14) por gravedad, provocando que los pistones de hidráulicos presión (4) situados dentro de las cubetas de presión (5), llenas de un fluido o líquido y con sus válvulas abiertas, a través de las tuberías de presión turbina (16) transmitan dicha presión a la turbina hidráulica (11), produciendo el movimiento de rotación de dicha turbina.

- Una vez turbinado dicho fluido o líquido, cae por gravedad al depósito del fluido o líquido de presión (10), y una vez lleno, dicho fluido o líquido será utilizado nuevamente para llenar por gravedad las cubetas de presión (5), a través de las tuberías de conducción (18), formando así un circuito cerrado; es decir, que dicho fluido o líquido turbinado es reutilizado en cada ciclo del sistema.

- Asimismo el pistón hidráulico de elevación (6) situado debajo de la cubeta de carga (3) desciende a su posición inferior empujado por la cubeta de carga. Una vez finalizado el descenso del sistema y bloqueado por sus enclavamientos inferiores (12) en las guías de deslizamiento (2), se procede al drenaje de la cubeta de carga (3) por gravedad hacia el depósito de drenaje de la cubeta de carga (8), que se encuentra en su posición inicial o superior sujeto a las guías de deslizamiento (15) por sus enclavamientos superiores (19).

- Cuando se completa el drenaje de la cubeta de carga (3) por gravedad en el depósito de drenaje de la cubeta de carga (8), se procede a desbloquear los enclavamientos superiores (19) de las guías de deslizamiento (15) comenzando el movimiento de descenso de dicho depósito (8). Dicho depósito lleva incorporados en su parte inferior dos dispositivos que aprovechan la fuerza de gravedad generada por el depósito en su movimiento de descenso para dos acciones distintas: el primer mecanismo es un pistón hidráulico (7) que se encarga de transmitir la fuerza generada en 61 hacia el pistón hidráulico de elevación (6) el cual se encarga de elevar a través de las guías de deslizamiento (2) una vez desactivado su enclavamiento inferior (12) al conjunto compuesto por el soporte de sustentación (14), la cubeta de carga (3) y los pistones hidráulicos de presión (4) hasta su posición inicial o superior. El segundo dispositivo se trata de un mecanismo de auto elevación (13), que se carga con el movimiento de descenso por gravedad del depósito de drenaje de la cubeta de carga (8) y cuya misión es la de volver a situar a dicho depósito en su posición inicial o superior una vez que dicho depósito haya drenado todo su contenido al depósito de drenaje final (9).

- Mientras se realiza el drenaje del depósito de drenaje de la cubeta de carga (8) por gravedad al depósito de drenaje final (9), se inicia el llenado de la cubeta de carga (3) por gravedad con el líquido contenido en el depósito principal (1) y al mismo tiempo, se inicia el llenado de las cubetas de presión (5) por gravedad con el fluido o líquido del depósito del líquido de presión (10). Una vez terminado el llenado de ambas cubetas, el sistema está preparado para iniciar un nuevo ciclo.

- Antes de que termine el movimiento de descenso del soporte de sustentación (14) junto con la cubeta de carga (3) y los pistones hidráulicos de presión (4), se pone en marcha otro sistema idéntico, cuya tubería de presión turbina (20) se puede observar en la Figura 1, consiguiendo que la turbina hidráulica (11) continúe alimentada con la misma presión, generando energía de manera continúa.

4. Instalación para llevar a cabo a escala industrial el nuevo sistema hidráulico de generación de energía por gravedad, según reivindicaciones 1 y 2, caracterizada por estar constituida por varios sistemas básicos, al menos dos que alimenten a la misma turbina hidráulica accionados a intervalos distintos de tiempo, compuestos cada uno por: cuatro depósitos con sus válvulas de drenaje, uno superior o de alimentación, otro depósito de drenaje de la cubeta de carga con un mecanismo de auto elevación y un pistón hidráulico, otro depósito inferior o de drenaje final, el depósito superior puede ser alimentado por un caudal estable como el de un río, caudal que vuelve al mimo río a través del drenaje del depósito inferior o de drenaje final. Un soporte de sustentación con una cubeta de carga y dos pistones hidráulicos de presión que ejercen presión sobre el líquido contenido en dos cubetas de presión y conducido hacia la entrada de una turbina hidráulica, y que una vez turbinado cae por gravedad al cuarto depósito del fluido o líquido de presión que se encuentra debajo de la turbina hidráulica y que a su vez drena sobre las cubetas de presión formando un circuito cerrado.

5. Proceso industrial en base al nuevo sistema hidráulico de generación de energía por gravedad, según reivindicaciones anteriores, caracterizado por el accionamiento de al menos dos sistemas básicos mediante el desbloqueo del enclavamiento superior (12) de las guías de deslizamiento (2) a determinados intervalos regulares de tiempo, en función de los tiempos de subida y bajada del soporte de sustentación (14), en función a su vez de la altura entre su posición inicial y final, alcanzándose entonces un régimen de equilibrio en el que se genera energía de forma continua.