SISTEMA DE ALMACENAMIENTO ENERGETICO BASADO EN INCREMENTO DE TEMPERATURA.

La presente invención se refiere a un sistema de almacenamiento energético basado en el incremento de temperatura.

El sistema comprende un recipiente que contiene un material con gran capacidad de almacenamiento térmico, medios de aporte de calor al recipiente que contiene dicho material, un material aislante térmico que recubre de manera sustancialmente completa dicho recipiente y medios de extracción de energía para extraer cuando se requiera la energía térmica almacenada en el material con gran capacidad de almacenamiento térmico. Mediante este sistema puede almacenarse la energía aportada por los medios de aporte de calor en el material con gran capacidad de almacenamiento térmico durante un tiempo deseado y posteriormente recuperarla mediante los medios de extracción de energía.

Tipo: Patente de Invención. Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: P200930468.

Solicitante: CABRERA SANTANA, ANTONIO IGNACIO.

Nacionalidad solicitante: España.

Provincia: LAS PALMAS.

Inventor/es: CABRERA SANTANA,ANTONIO IGNACIO.

Fecha de Solicitud: 16 de Julio de 2009.

Fecha de Publicación: .

Fecha de Concesión: 17 de Enero de 2012.

Clasificación Internacional de Patentes:

  • F28D20/00 SECCION F — MECANICA; ILUMINACION; CALEFACCION; ARMAMENTO; VOLADURA.F28 INTERCAMBIO DE CALOR EN GENERAL.F28D INTERCAMBIADORES DE CALOR, NO PREVISTOS EN NINGUNA OTRA SUBCLASE, EN LOS QUE LOS MEDIOS QUE INTERCAMBIAN CALOR NO ENTRAN EN CONTACTO DIRECTO (materiales de transferencia de calor, de intercambio de calor o de almacenamiento de calor C09K 5/00; calentadores de fluidos que tienen medios para producir y transferir calor F24H; hornos F27; partes constitutivas de los aparatos intercambiadores de calor de aplicación general F28F ); APARATOS O PLANTAS DE ACUMULACION DE CALOR EN GENERAL. › Aparatos o plantas de acumulación de calor en general (especialmente adaptadas para aplicaciones particulares, ver los grupos apropiados, p. ej. F24D 15/02 ); Aparatos cambiadores de calor regenerativos no cubiertos por los grupos F28D 17/00 ó F28D 19/00.

Clasificación PCT:

  • F28D20/00 F28D […] › Aparatos o plantas de acumulación de calor en general (especialmente adaptadas para aplicaciones particulares, ver los grupos apropiados, p. ej. F24D 15/02 ); Aparatos cambiadores de calor regenerativos no cubiertos por los grupos F28D 17/00 ó F28D 19/00.
SISTEMA DE ALMACENAMIENTO ENERGETICO BASADO EN INCREMENTO DE TEMPERATURA.

Fragmento de la descripción:

Sistema de almacenamiento energético basado en incremento de temperatura.

Campo de la invención

La presente invención se refiere al campo de la industria energética, concretamente a sistemas de almacenamiento de energía. Más concretamente, la presente invención se refiere a un sistema de almacenamiento de energía basado en incremento de temperatura.

Antecedentes de la invención

Uno de los principales problemas actuales con respecto a la utilización de energías, tales como las energías renovables (solar, eólica, etc.), es la dificultad de su almacenamiento, así como la variabilidad tanto en la potencia obtenida como en el momento de su obtención. En efecto, se conocen sistemas para aprovechar dicho tipo de energías y convertirlas en energía eléctrica aprovechable, pero no existen sistemas eficaces para almacenar dicha energía para su uso posterior. Por tanto, existe una gran dependencia del momento en el que se obtienen y de la potencia con la que se obtienen, lo cual resulta imprevisible.

La técnica actual se enfrenta al mismo problema a la hora de almacenar energía eléctrica, que puede no tener las características de frecuencia necesarias para poder inyectarla en la red o que por cualquier otro motivo no pueda almacenarse, y convertirla en energía eléctrica adecuada para su suministro posterior cuando sea necesario. Actualmente, este tipo de energía se pierde irremisiblemente.

Existe por tanto en la actualidad una gran necesidad de un sistema que permita almacenar energía, de cualquier procedencia y características, de manera eficaz y duradera, y suministrarla posteriormente cuando se necesite dicha energía.

Sumario de la invención

La presente invención se refiere a un sistema de almacenamiento energético basado en incremento de temperatura que comprende un recipiente que contiene un material con gran capacidad de almacenamiento térmico, medios de aporte de calor al recipiente que contiene dicho material, un material aislante térmico que recubre de manera sustancialmente completa dicho recipiente y medios de extracción de energía para extraer cuando se requiera la energía térmica almacenada en el material con gran capacidad de almacenamiento térmico. Por tanto, gracias a dicho sistema puede almacenarse la energía aportada por los medios de aporte de calor en el material con gran capacidad de almacenamiento térmico durante un tiempo deseado y posteriormente recuperarla mediante los medios de extracción de energía.

Breve descripción de los dibujos

La presente invención se entenderá mejor con referencia a los siguientes dibujos que ilustran una realización preferida de la invención, proporcionada a modo de ejemplo, y que no debe interpretarse como limitativa de la invención de ninguna manera.

La figura 1 es una vista en sección de un sistema de almacenamiento energético según la presente invención.

La figura 2 es una vista en planta del sistema de almacenamiento energético mostrado en la figura 1.

Descripción detallada de las realizaciones preferidas

En la figura 1 se muestra una vista en sección de un sistema de almacenamiento energético según una realización preferida de la presente invención. Dicho sistema comprende un recipiente 10 que contiene un material con gran capacidad de almacenamiento térmico 12; medios de aporte de calor (no mostrados en la figura 1, que se observan y se describirán a continuación en relación con la figura 2) para aportar calor al recipiente 10 que contiene dicho material 12, un material aislante térmico 16 que recubre de manera sustancialmente completa dicho recipiente 10 de modo que eviten pérdidas de calor (y por tanto de energía) del sistema de almacenamiento, y medios de extracción de energía que en esa realización preferida son unos intercambiadores de calor 18 por el que circula un fluido para extraer cuando se requiera la energía térmica almacenada en el material con gran capacidad de almacenamiento térmico 12. Por tanto, tal como se observa, mediante el presente sistema puede almacenarse la energía aportada por los medios de aporte de calor al recipiente 10 en el material con gran capacidad de almacenamiento térmico 12 durante un tiempo deseado y posteriormente recuperarla mediante el intercambiador de calor 18. El material aislante térmico 16 puede ser cualquiera conocido en la técnica que proporcione un aislamiento térmico adecuado.

Tal como se observa igualmente en la figura 1, el sistema según esta realización preferida de la presente invención también está parcialmente recubierto (en sus lados y su parte inferior) por un material de protección 20 (tal como por ejemplo hormigón) que actúa como protección y como aislante térmico adicional del sistema.

Además, en dicha realización preferida el sistema según la presente invención se encuentra enterrado proporcionando de ese modo un aislamiento térmico adicional hacia el medio exterior, aunque el sistema puede ir igualmente sobre la superficie del terreno o incluso a una cierta altura sobre la superficie del terreno.

En la figura 2 se muestra una vista en planta del sistema descrito anteriormente haciendo referencia a la figura 1. En ella se observa el recipiente 10, el material con gran capacidad de almacenamiento térmico 12, los medios de aporte de calor al recipiente 10 que en esa realización preferida son resistencias eléctricas calefactores 14, el material aislante térmico 16 así como el material de protección 20. En esta figura se observa que tanto el recipiente 10 como cada una de las capas de aislamiento y protección (material aislante térmico 16 y material de protección 20) presentan una forma cilíndrica, aunque evidentemente en otras realizaciones podrán presentar cualquier otra forma que resulte conveniente, tal como prismática, esférica, etc.

En una realización preferida de la presente invención, el material con gran capacidad de almacenamiento térmico 12 elegido es cloruro de sodio, cuyo calor específico elevado (971 J/KgK) proporciona una elevada capacidad para almacenar energía en forma de calor sin tener que llegar a las temperaturas necesarias para que se produzca la fusión (808ºC). El cloruro de sodio presenta además las ventajas de no ser tóxico, además de ser abundante y económico, con lo que el sistema final resulta igualmente económico además de eficaz. Sin embargo, resulta evidente que en el sistema según la presente invención podrán usarse otros materiales 12 que presenten igualmente un elevado calor específico (y por tanto una gran capacidad de almacenamiento térmico) sin por ello apartarse del espíritu de la invención.

Aunque se ha descrito de manera detallada una realización preferida del sistema de almacenamiento energético, no se pretende limitar la presente invención a dicha realización y otras modificaciones y variaciones de la misma resultarán evidentes a los expertos en la técnica, quedando dichas variaciones dentro del alcance de la invención definido por las reivindicaciones adjuntas.

Por ejemplo, aunque según la realización preferida del sistema según la presente invención descrita anteriormente se indica que se dispone de un material de protección 20 que recubre al menos parcialmente el material aislante térmico 16, resulta evidente que dicha protección no es imprescindible y podrán diseñarse realizaciones adicionales de la presente invención que carecen de dicho material de protección 20.

Asimismo, aunque se ha descrito un sistema de almacenamiento energético enterrado (para de ese modo proporcionar un aislamiento térmico adicional hacia el exterior), podrán proporcionarse otras realizaciones de la presente invención en las que el sistema se encuentre tan sólo parcialmente enterrado o incluso totalmente en el exterior sin por ello apartarse del alcance de la invención.

Igualmente, aunque se han descrito resistencias eléctricas calefactoras 14 como medios de aporte de calor al recipiente 10 que contiene el material con gran capacidad de almacenamiento térmico 12 según la presente invención, esta energía podrá aportarse mediante cualquier sistema apropiado. Por ejemplo, podrá aportarse directamente energía térmica, por ejemplo mediante energía sobrante de una congeneración, de geotermia, energía solar térmica, etc.

En el caso de usar resistencias eléctricas calefactoras 14, tal como se definió anteriormente en el presente documento, éstas pueden disponerse por grupos de modo que las resistencias eléctricas calefactoras 14 se...

 


Reivindicaciones:

1. Sistema de almacenamiento energético de energía basado en incremento de temperatura caracterizado porque comprende:

- un recipiente (10) que contiene un material (12) con gran capacidad de almacenamiento térmico

- medios de aporte de calor al material (12) contenido en el recipiente (10)

- un material aislante térmico (16) que recubre de manera sustancialmente completa dicho recipiente (10); y

- medios de extracción de energía para extraer cuando se requiera la energía térmica almacenada en el material con gran capacidad de almacenamiento térmico (12);

mediante el cual puede almacenarse la energía aportada por los medios de aporte de calor en el material con gran capacidad de almacenamiento térmico (12) durante un tiempo deseado y posteriormente recuperarla mediante los medios de extracción de energía.

2. Sistema según la reivindicación 1, caracterizado porque comprende además un material de protección (20) que recubre al menos parcialmente el material aislante térmico (16) y que actúa como protección y como aislante térmico adicional del sistema.

3. Sistema según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el material con gran capacidad de almacenamiento térmico (12) es cloruro de sodio.

4. Sistema según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque los medios de aporte de calor usados son resistencias eléctricas calefactoras (14).

5. Sistema según la reivindicación anterior, caracterizado porque las resistencias eléctricas calefactoras (14) se alimentan independientemente, pudiendo conectarse en diferentes configuraciones según sea la cantidad de potencia disponible en cada momento.

6. Sistema según las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque se encuentra al menos parcialmente enterrado proporcionando de ese modo un aislamiento térmico adicional hacia el medio exterior.

7. Sistema según las reivindicaciones 1 a 5, caracterizado porque se encuentra sobre la superficie del terreno.

8. Sistema según las reivindicaciones 1 a 5, caracterizado porque se encuentra dispuesto a cierta altura sobre la superficie del terreno.

9. Sistema según las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque los medios de extracción para extraer la energía térmica son unos intercambiadores de calor (18) por los que circula un fluido.

10. Sistema según las reivindicaciones 1 a 9, caracterizado porque la energía térmica almacenada se extrae en forma de energía eléctrica.

11. Sistema según la reivindicación anterior, caracterizado porque la energía eléctrica se extrae mediante un sistema seleccionado del grupo constituido por un ciclo de Rankine y un ciclo de Stirling.


 

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