Proceso de funcionamiento de una central de bombeo al vacío.
Central de bombeo al vacío.
Un procedimiento para la producción de energía eléctrica,
utilizando como energía primaria, la energía de la red eléctrica.
La motobomba (1) bombea agua (dulce o salada) desde la parte inferior del deposito (7) a la parte superior del mismo, donde se ha efectuado el vacío, con la motobomba (3). La descarga de la motobomba (1) se conecta con el turbogenerador (2), con la tubería (5). El condensador (8), condensa el vapor producido por la recirculación, en depósito (7). Aplicando al diagrama nº1 las fórmulas del cálculo de potencia, a la turbina y la bomba y estableciendo la relación obtenemos que
Pt = (1+Hv/Hd)RtRbPb
(Pt = Potencia de la turbina en KW; Hv = altura de vacío en metros; Hd = altura de descarga de la bomba en metros; Rt = rendimiento del turbogenerador; Rb = rendimiento de la motobomba; Pb = potencia de la motobomba en KW). Si trabajamos con un vacío de 9 metros equivalentes a 684 mmHg y con un rendimiento del turbogenerador y motobomba del 70%, tenemos que
Pt = (1 + 9/Hd) 0,49 Pb
de donde se deduce que si trabajamos con una presión de descarga de la bomba de 1 a 8 metros, el consumo de energía en la motobomba es menor que la energía producida en el turbogenerador.
Este procedimiento, se puede aplicar en todos los procesos industriales y en especial, en los que consumen mucha energía, como por ejemplo, la desalación de agua de mar y la producción de H{sub,2} por electrólisis. Reduce al mínimo la contaminación por CO{sub,2}, generado en producción de energía eléctrica y en el transporte.
Tipo: Patente de Invención. Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: P200802641.
Solicitante: González Martín, Domingo.
Nacionalidad solicitante: España.
Provincia: A CORUÑA.
Inventor/es: González Martín,Domingo.
Fecha de Solicitud: 16 de Septiembre de 2008.
Fecha de Publicación: .
Fecha de Concesión: 13 de Enero de 2012.
Clasificación Internacional de Patentes:
- F03B11/00 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. › F03B MAQUINAS O MOTORES DE LIQUIDOS (máquinas o motores de líquidos y fluidos compresibles F01; motores de líquidos, de desplazamiento positivo F03C; máquinas de líquidos de desplazamiento positivo F04). › Partes constitutivas o detalles no cubiertos por, o con un interés distinto que, los grupos F03B 1/00 - F03B 9/00 (control F03B 15/00).
- F03B13/06 F03B […] › F03B 13/00 Adaptaciones de las máquinas o de los motores para una utilización particular; Combinaciones de las máquinas o de los motores con los aparatos accionados o que ellos accionan (si es el aspecto relativo a los aparatos lo que predomina, véanse los lugares apropiados para los aparatos considerados, p. ej. H02K 7/18 ); Estaciones motrices o conjuntos máquina-aparato (aspectos hidráulicos E02B; implicando nada más que máquinas o motores del tipo de desplazamiento positivo F03C). › Centrales o conjuntos máquinas-aparato del tipo de acumulación de agua (turbinas caracterizadas por tener medios que les permiten funcionar alternativamente como bombas F03B 3/10).
Clasificación PCT:
- F03B11/00 F03B […] › Partes constitutivas o detalles no cubiertos por, o con un interés distinto que, los grupos F03B 1/00 - F03B 9/00 (control F03B 15/00).
- F03B13/06 F03B 13/00 […] › Centrales o conjuntos máquinas-aparato del tipo de acumulación de agua (turbinas caracterizadas por tener medios que les permiten funcionar alternativamente como bombas F03B 3/10).
Descripción:
Central de bombeo al vacío.
Sector de la técnica
El proceso se encuadra en el sector técnico de las centrales de producción de energía eléctrica, más concretamente en las centrales hidroeléctricas de bombeo.
Estado de la técnica
Actualmente, según la clase de energía primaria utilizada, se tienen los siguientes tipos: Centrales hidroeléctricas, cuando las máquinas productoras de energía, son accionadas por turbinas hidráulicas. Se dividen en centrales de agua corriente, en la que no existe la posibilidad de acumulación de líquido, por lo cual toda el agua recibida se utiliza sin intervalos de tiempo, centrales de embalse, en las cuales, es posible la conservación en embalses construidos aguas arriba, por lo cual el aprovechamiento del agua puede efectuarse en el momento deseado y centrales de bombeo, en las cuales el agua es bombeada de un embalse inferior a otro superior, normalmente se bombea, cuando el consumo en la red eléctrica es menor y se turbina cuando el consumo es mayor. Centrales térmicas, cuando las máquinas motrices son de vapor (generalmente turbinas) o bien motores de combustión interna. Dependiendo de la materia prima utilizada para la producción de vapor, tenemos, centrales térmicas de carbón, centrales térmicas de fuel-oil y centrales térmicas de gas o ciclo combinado. Centrales nucleares o atómicas, son las que utilizan la energía producida por la transmutación del átomo para producir calor, que serviría a su vez, para accionar las máquinas eléctricas. Centrales geotermoeléctricas, son las que aprovechan, el vapor desprendido espontáneamente de la corteza terrestre. Energías renovables, son las que utilizan la energía producida por los fenómenos naturales, como el viento, el sol, las olas, las mareas o la biomasa.
Sería deseable que la producción de energía eléctrica no dependiera de una manera significativa del petróleo y sus derivados, para evitar la especulación que se produce en el sector y las emisiones de CO2 a la atmósfera.
La presente invención utiliza como energía primaria, la energía eléctrica de la red, para mover una motobomba, que recircula agua (dulce o salada) de la parte inferior de un depósito a la parte superior del mismo, donde se ha efectuado el vacío. La descarga de la motobomba, se conecta con un turbogenerador hidráulico, que evacua en la parte superior del depósito, al vacío.
Cuando se trabaja con un vacío de 9 m.c.a. o 684 mmHg y una presión de descarga de la motobomba de menos de 8 m.c.a., el proceso se comporta de una manera excepcional, el consumo eléctrico de la motobomba es menor que la energía eléctrica producida en el generador. Un proceso trabajando en las condiciones expuestas, autoalimentaria la red eléctrica y la regularía, evitando la dependencia del petróleo y las emisiones de CO2.
Descripción detallada de la invención
La fórmula para el cálculo de la potencia de una turbina es:
donde
Pt = Potencia de la turbina en KW
Q = Caudal en m3/seg.
H = Altura neta del salto o diferencia de presión entre la entrada y la salida en metros
Rt = Rendimiento de la turbina
La fórmula para el cálculo de la potencia de una bomba es:
donde
Pb = Potencia de la bomba en KW
Q = Caudal en m3/seg.
H = Altura neta de elevación o descarga o diferencia de presión entre la salida y la entrada en metros
Rt = Rendimiento de la bomba
Aplicando las fórmulas al proceso de diagrama nº 1 tenemos para la turbina (2)
donde
Pt = Potencia de la turbina en KW
Hd = Altura de elevación o descarga de la bomba (1), en metros
Hv = Altura correspondiente al nivel de vacío en metros
Rt = Rendimiento de la turbina
Para la bomba (1)
donde
Pb = Potencia de la bomba en KW
Q = Caudal en m3/seg.
Hd = Altura de elevación o descarga en metros de la bomba (1)
Si dividimos la potencia de la turbina (Pt) por la potencia de la bomba (1) tenemos:
de donde
Pt = (1+Hv/Hd)RtRvPb
Si trabajamos con un nivel de vacío de 9 m.c.a. equivalentes a 684 mmHg y el rendimiento de la motobomba (1) y el turbogenerador (2) es del 70%, tenemos que
Para que el proceso se rentable el consumo eléctrico de la motobomba (1), tiene que menor que la energía eléctrica producida en el turbogenerador (2) o que
Si tabulamos los resultados para distintos valores de Hd tenemos:
Se observa que para una altura de descarga de la motobomba (1) de 1 a 8 metros la función (1+9/Hd) 0.49 > 1 o que la potencia eléctrica de la turbina (Pt) es mayor que la potencia eléctrica de bomba (Pb).
Para demostrar lo anteriormente expuesto, esta en fase de proyecto, la adquisición de una motobomba de hélice de
Pb = 1,4 KW
Q = 6000 litros/seg.
Hd = 1 metro
Un turboalternador de
Pt = 7 KW
Q = 6000 litros/seg.
H = 10 metros
y el resto de los equipos y accesorios.
Diagrama nº 1
La motobomba (1) aspira agua(dulce o salada) de la parte inferior del deposito (7), y descarga a la parte superior del mismo, donde se ha efectuado el vacío, con la motobomba (3). La descarga de la motobomba (1) se conecta con el turbogenerador (2), con la tubería (5). El deposito (7) esta conectado con el condensador (8), para condensar el vapor producido por la recirculación. La motobomba (1), el turbogenerador (2) y la motobomba de vacío (3) están conectadas a la red eléctrica (6).
Reivindicaciones:
1. Proceso de funcionamiento de una Central de Bombeo al Vacío para la producción de energía eléctrica, utilizando como energía primaria, la energía de la red eléctrica. La motobomba (1) bombea agua (dulce o salada) desde la parte inferior del depósito (7) a la parte superior del mismo, donde seta efectuado el vacío, con la motobomba (3). La descarga de la motobomba (1) se conecta con la entrada del turbogenerador (2), con la tubería (5) y evacua al vacío. El condensador (8), condensa el vapor del depósito (7), producido por la recirculación del agua. La motobomba (1), el turbogenerador (2) y la motobomba de vacío (3) están conectadas a la red eléctrica (6). Un proceso, caracterizado porque la evacuación de la turbina hidráulica se hace al vacío. El vacío aumenta la altura del salto y como consecuencia la potencia de la turbina hidráulica (2).
Patentes similares o relacionadas:
TURBINA GENERADORA DE ENERGÍA ACCIONADA POR UNA CORRIENTE DE AIRE Y UN FLUIDO, del 15 de Junio de 2020, de PASCUA MOLPECERES, Angel Luis: Turbina generadora de energía accionada por una corriente de aire y un fluido. Turbina generadora de energía accionada por aire y un fluido que comprende una […]
Módulo de cojinete para el ajuste de un ángulo de ataque de una pala de rotor en una central hidráulica de flujo subacuático, del 19 de Febrero de 2020, de AKTIEBOLAGET SKF: Módulo de cojinete para el ajuste de un ángulo de ataque de una pala de rotor en una central hidráulica de flujo subacuático, […]
Máquina rotativa e instalación para convertir energía que comprende tal máquina, del 1 de Enero de 2020, de GE Renewable Technologies: Máquina rotativa , que comprende un eje y varios dispositivos distribuidos a lo largo del eje para medir al menos las aceleraciones del eje […]
Turbina de aire para extraer energía de los dispositivos de columna de agua oscilante, del 15 de Mayo de 2019, de SENER, INGENIERIA Y SISTEMAS, S.A.: Turbina de aire para extraer energía de dispositivos de columnas de agua oscilantes, que comprende un rotor que comprende una pluralidad […]
Válvula de regulación con recuperación de energía, del 9 de Mayo de 2019, de Loclain S.r.l: Una válvula de control que comprende: un cuerpo de válvula que tiene una abertura de entrada y una abertura de salida para un fluido; medios de recuperación […]
Válvula de cierre para columna de agua oscilante, del 8 de Mayo de 2019, de DRESSER-RAND COMPANY: Una turbina de columna de agua oscilante , que comprende: un árbol configurado para girar alrededor de un eje central ; primer […]
Dispositivos y sistemas convertidores de energía de las olas accionados por cabeceo, del 6 de Febrero de 2019, de OCEAN POWER TECHNOLOGIES, INC.: Sistema de conversion de energia de las olas (WEC) que comprende: un contenedor disenado para responder al movimiento de las olas en una extension de agua, dicho […]
Conector de cable de alimentación de rótula, del 16 de Enero de 2019, de OCEAN POWER TECHNOLOGIES, INC.: Equipo para conectar un cable de alimentación a una embarcación marina capaz de moverse en todas las direcciones, donde el cable de alimentación incluye una […]