Unidad de alimentación de energía eléctrica y de agua basada en las energías renovables.

Unidad de alimentación de energía eléctrica y/o de agua basada en las energías renovables,

que comprende unos paneles solares (6) para la producción de corriente eléctrica y unos acumuladores para almacenar la corriente eléctrica producida, caracterizada por comprender un bastidor de perfiles (1) inferior en forma de caja sobre el que reposa otro bastidor de perfiles (16) superior con una superficie de base idéntica, cuyos perfiles forman arriba un rectángulo, que enmarca un panel solar (7) y cuyo bastidor de perfiles (16) superior puede pivotar hacia arriba girando alrededor de un eje horizontal común con el bastidor de perfiles (1) inferior, articulándose otro bastidor de perfiles (5) en cada uno de los cuatro perfiles superiores del bastidor de perfiles superior (16) con un panel solar (6) que se encuentra enmarcado por dicho bastidor de perfiles, de modo que dichos paneles solares (6) puedan pivotar hacia arriba a partir de una posición de transporte, en la que dichos paneles se acoplan lateralmente al bastidor de perfiles en forma de caja y dichos paneles solares forman la superficie lateral de un cubo, puedan pivotar en el plano de su cara superior y de modo que dichos paneles solares formen una disposición de paneles solares cruciformes con el panel solar (7), pudiendo pivotar dicha disposición alrededor del eje horizontal común en el bastidor de perfiles (1) hasta 60º y pudiendo bloquearse en cada posición, y caracterizado porque dichos paneles solares se empotran en el interior del bastidor de perfiles (1) en forma de caja como unos módulos (24, 25, 26) que actúan como interfaces, presentando dichos módulos un bastidor de perfiles del tipo cajón con un fondo perforado, encontrándose dicho bastidor enmarcado lateralmente por unas placas, comprendiendo un módulo (25) una batería y una electrónica destinada a controlar toda la unidad de alimentación, así como un transformador para la transformación de la corriente continua acumulada en una corriente alterna de 110 V o de 220 V y comprendiendo otro módulo (24) una bomba de agua (41) eléctrica con un motor eléctrico (42) destinada a bombear agua desde una fuente de agua y para transportar dicha agua a por lo menos 820 psi a través de una instalación de filtrado de dos etapas, de filtros de papel o textiles seguidos de filtros cerámicos, de modo que la unidad de alimentación ofrezca por lo menos los modos de funcionamiento siguientes:

producción de energía eléctrica a partir de la luz solar, y el almacenamiento o la entrega de dicha energía en forma de corriente eléctrica alterna, o,

producción de energía eléctrica a partir de la luz solar y bombeo del agua a partir de agua estancada, de agua corriente o de agua procedente de las capas freáticas y tratamiento de dicha agua mediante filtración .

Unidad de alimentación de energía eléctrica y de agua basada en las energías renovables.

La presente invención se refiere a una unidad de suministro de energía y de agua que permite autárquicamente llevar energía eléctrica y, según la situación, asimismo suficiente agua potable, a una casa, a una cabaña o a una obra procedente del suministro público o de derecho privado de energía y de agua. Como energía para el funcionamiento de dicha unidad de alimentación se emplea la luz solar y el viento, y el agua se toma o bien de las aguas cercanas o bien del agua subterránea.

Para el consumo diario y para el mantenimiento de una familia, que viva en un piso o en una casa sencilla, se ha demostrado que aproximadamente 25 kWh es una cantidad de energía eléctrica diaria suficiente para hacer funcionar los electrodomésticos habituales, tales como la aspiradora, los fogones, la afeitadora eléctrica, los aparatos de cocina, el frigorífico, el congelador, etc. Una aspiradora doméstica tiene una potencia de aproximadamente 1.000 W y por lo tanto 25 kWh bastan para hacer funcionar 24 horas al día una aspiradora de polvo, lo que da una buena idea de la cantidad de energía de la que aquí estamos hablando. Mientras que, por naturaleza, en las zonas climáticas más frías las necesidades energéticas son superiores a las de las zonas de clima suave y, a su vez, en las zonas climáticas muy cálidas las necesidades energéticas son asimismo superiores, si se refrigera el habitáculo, en las zonas climáticas más cálidas se dispone, sin embargo, de una radiación solar más intensa y asimismo, por regla general, de una duración superior. Por el contrario, en muchas zonas climáticas más frías frecuentemente soplan vientos regulares, que pueden aprovecharse como dispensadores de energía, por lo que la energía solar y la eólica en muchos casos pueden complementarse.

A continuación, se proporciona un cuadro resumen del consumo de energía eléctrica de algunos aparatos típicos, como los que se emplean habitualmente en un hogar en el que viven una o más personas. En dicho cuadro resumen se indican los consumos correspondientes a cada aparato o cada tipo de aparato respectivamente para un hogar de 1, 2, 3 y 4 personas, tratándose de un hogar de la zona climática centroeuropea. Fuente: consumo de electricidad de uso doméstico 1997, Asociación del Sector Eléctrico (VDEW) , Stresemannallee 23, D-60596 Frankfurt am Main:

Se observa por lo tanto que una cantidad de energía media de 20, 18 kWh por día es suficiente para el suministro a

una familia de cuatro miembros con todo lo necesario. En este caso no se incluye en el cálculo el suministro de agua. Sin embargo, el bombeo y preparación del agua precisa únicamente una cantidad adicional de energía comparativamente baja.

Mientras que hoy en día, por lo menos en los países industrializados y países emergentes, el suministro de energía lo realizan las compañías eléctricas centralizadamente, este no es el caso, o todavía no lo es, en muchos países en vías de desarrollo. Gran parte de la población mundial está esperando disponer de una toma de corriente y estarían contentísimos de obtener una mejora de sus condiciones de vida en este sentido. Con un suministro de agua y energía, una gran cantidad de trabajos les resultarían más fáciles y su higiene y su estado de salud podría mejorarse drásticamente gracias a un suministro de agua suficiente. Frecuentemente, el agua existe en fuentes o en aguadas lejanas, sin embargo, su puesta a disposición resulta extraordinariamente laboriosa. Frecuentemente el agua se bombea desde un pozo o se recoge de un depósito de agua y se transporta en trayectos largos hasta las moradas. Además, la calidad del agua muy a menudo no es impecable o incluso es dudosa. Aunque no únicamente en los países pobres o subdesarrollados en general, sino asimismo en zonas de asentamientos humanos alejadas o en zonas de montaña o de desierto, en parques naturales, en playas y en zonas de descanso etc. falta frecuentemente agua y electricidad. Existen asimismo necesidades locales temporales de electricidad y agua, no únicamente en países en vías de desarrollo y países emergentes, sino asimismo en los países industrializados, por ejemplo en cualquier acto organizado en el medio ambiente natural, en siniestros y en catástrofes naturales o incluso en eventos bélicos, cuando se ha colapsado el suministro público de electricidad y la infraestructura asociada ha resultado destruida. Hasta ahora se recurría a los grupos electrógenos de emergencia, que funcionan con un motor diésel. En algunos países, en los que el suministro público de electricidad es poco fiable, en muchas casas y edificios de actividades comerciales existen dichos grupos electrógenos, para que intervengan en casos de emergencia, o incluso se genera permanentemente electricidad de este modo. Se piensa por ejemplo en ciudades de crecimiento rápido en ciertos países, en los que los tubos de escape desembocan directamente a la calle y propagan humos y malos olores. A partir del documento US-A-4 421 943 se ha descrito una estación de energía transportable que a partir de la energía solar y eólica produce y facilita la energía eléctrica. Sin embargo, la estación no puede cubrir simultáneamente las necesidades de suministro eléctrico y de agua, sino que se ha concebido únicamente para el suministro de energía eléctrica. No puede ni bombear agua ni tratar aguas sucias para convertirlas en agua potable, de tal modo que, en función de las necesidades y rápidamente se puede facilitar lo uno o lo otro, o incluso ambos simultáneamente. Para zonas alejadas, por ejemplo donde no existe ni corriente eléctrica ni un suministro de agua potable, y donde tampoco se dispone de especialistas con la formación necesaria para la construcción de una instalación para potabilizar agua y para el funcionamiento y mantenimiento de una instalación compleja, en dicha estación de energía faltan componentes importantes. No puede simplemente ponerse en su sitio, instalarse y ponerse en servicio, de modo que o bien se disponga de electricidad y/o agua potable según se desee, incluso en el caso de que únicamente se disponga de agua sucia en una charca próxima o en un pozo escarbado. Asimismo, el documento US-A-5 969 501 muestra una estación transportable de suministro de energía, sustancialmente un remolque de vehículo de un eje, sobre el que se pueden fijar unos paneles solares inclinados y, por consiguiente, son instalables. El remolque puede comprender las baterías y contiene un convertidor CC-CA, sin embargo dicha estación de suministro de energía no ofrece ningún suministro de agua potable.

El documento WO 03/008803 A da a conocer un grupo de energía eólica y solar móvil, que mediante electrólisis disocia la energía acumulada en oxígeno e hidrógeno en función de las necesidades, de tal modo que en caso de falta de sol y de viento se puede volver a proporcionar energía eléctrica a partir del hidrógeno mediante pilas de combustible. Dicho grupo dispone asimismo de un calentador de agua, para la producción de agua caliente. El agua se toma de una tubería de suministro de agua, o se recoge agua de la lluvia. Sin embargo, dicho grupo, debido a su tamaño y diseño, no es apto para emplearse en zonas alejadas, de difícil acceso. Al fin y al cabo se indica que, en el caso ideal, presenta el tamaño de un contenedor de 20 a 40 pies. Se indica que la superficie del panel solar es de 24 m2, la capacidad del depósito de agua es de 2.000 litros,... [Seguir leyendo]

1. Unidad de alimentación de energía eléctrica y/o de agua basada en las energías renovables, que comprende unos paneles solares (6) para la producción de corriente eléctrica y unos acumuladores para almacenar la corriente eléctrica producida, caracterizada por comprender un bastidor de perfiles (1) inferior en forma de caja sobre el que reposa otro bastidor de perfiles (16) superior con una superficie de base idéntica, cuyos perfiles forman arriba un rectángulo, que enmarca un panel solar (7) y cuyo bastidor de perfiles (16) superior puede pivotar hacia arriba girando alrededor de un eje horizontal común con el bastidor de perfiles (1) inferior, articulándose otro bastidor de perfiles (5) en cada uno de los cuatro perfiles superiores del bastidor de perfiles superior (16) con un panel solar (6) que se encuentra enmarcado por dicho bastidor de perfiles, de modo que dichos paneles solares (6) puedan pivotar hacia arriba a partir de una posición de transporte, en la que dichos paneles se acoplan lateralmente al bastidor de perfiles en forma de caja y dichos paneles solares forman la superficie lateral de un cubo, puedan pivotar en el plano de su cara superior y de modo que dichos paneles solares formen una disposición de paneles solares cruciformes con el panel solar (7) , pudiendo pivotar dicha disposición alrededor del eje horizontal común en el bastidor de perfiles (1) hasta 60º y pudiendo bloquearse en cada posición, y caracterizado porque dichos paneles solares se empotran en el interior del bastidor de perfiles (1) en forma de caja como unos módulos (24, 25, 26) que actúan como interfaces, presentando dichos módulos un bastidor de perfiles del tipo cajón con un fondo perforado, encontrándose dicho bastidor enmarcado lateralmente por unas placas, comprendiendo un módulo (25) una batería y una electrónica destinada a controlar toda la unidad de alimentación, así como un transformador para la transformación de la corriente continua acumulada en una corriente alterna de 110 V o de 220 V y comprendiendo otro módulo (24) una bomba de agua

(41) eléctrica con un motor eléctrico (42) destinada a bombear agua desde una fuente de agua y para transportar dicha agua a por lo menos 820 psi a través de una instalación de filtrado de dos etapas, de filtros de papel o textiles seguidos de filtros cerámicos, de modo que la unidad de alimentación ofrezca por lo menos los modos de funcionamiento siguientes:

producción de energía eléctrica a partir de la luz solar, y el almacenamiento o la entrega de dicha energía en forma de corriente eléctrica alterna, o,

producción de energía eléctrica a partir de la luz solar y bombeo del agua a partir de agua estancada, de agua corriente o de agua procedente de las capas freáticas y tratamiento de dicha agua mediante filtración.

2. Unidad de alimentación de energía eléctrica y/o de agua basada en las energías renovables según la reivindicación 1, caracterizada porque el bastidor de perfiles (1) en forma de caja comprende un módulo (26) que contiene un mástil (10) vertical que se despliega de forma telescópica o un mástil vertical constituido por una pluralidad de secciones que pueden ensamblarse o plegarse, sobre el que se monta una rueda eólica (11) dotada de unos álabes (12) , de un generador (17) y de unos elementos de guía del viento (15) , que puede alojarse asimismo en dicho módulo (26) para suministrar y almacenar corriente eléctrica suplementaria generada por el viento.

3. Unidad de alimentación de energía eléctrica y/o de agua basada en las energías renovables según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizada porque el bastidor de perfiles (1) se equipa con unas ruedas (2) , las cuales, por lo menos dos de ellas, poseen una articulación libre.

4. Unidad de alimentación de energía eléctrica y/o de agua basada en las energías renovables según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizada porque los módulos (24-26) en forma de caja pueden deslizarse en el interior del bastidor de perfiles (1) como unos cajones y montarse de modo que encajen de una forma muy precisa en dichos bastidores de perfiles (1) y pueden inmovilizarse en dichos bastidores de perfiles.

5. Unidad de alimentación de energía eléctrica y/o de agua basada en las energías renovables según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizada porque el dispositivo de filtrado (47) para el agua transportada comprende, además, una instalación de tratamiento mediante rayos UV o una instalación de ósmosis

inversa (49) a fin de tratar el agua transportada de modo que la misma se convierta en agua potable.

6. Unidad de alimentación de energía eléctrica y/o de agua basada en las energías renovables según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizada porque el bastidor de perfiles (4) superior, en forma de caja y que pivota alrededor del eje horizontal (8) queda soportado contra el bastidor de perfiles (1) inferior en forma de caja mediante dos suspensiones elásticas por gas (21) , disponiéndose entre el bastidor de perfiles (4) superior, en forma de caja que gira alrededor del eje horizontal (8) , y el bastidor de perfiles (1) inferior en forma de caja, unos soportes de ajuste y de modo que mediante dichos soportes de ajuste puede bloquearse en cualquier posición de giro el bastidor de perfiles (4) superior, y de modo que cada uno de los bastidores de perfiles (5) para los paneles solares (6) se sostiene con dos suspensiones elásticas por gas (24) sobre los bordes inferiores del bastidor de perfiles (4) superior.

7. Unidad de alimentación de energía eléctrica y/o de agua basada en las energías renovables según cualquiera de las reivindicaciones 3 a 6, caracterizada por comprender un anillo tubular (53) horizontal asociado que se sostiene sobre por lo menos tres soportes (55) regulables en altura y que puede nivelarse horizontalmente sobre

un suelo o anclarse en una cimentación en su posición horizontal, y porque el diámetro del anillo tubular (53) equivale a las diagonales entre cada dos de las cuatro ruedas (2) en el dispositivo, cuyas ruedas (2) pueden pivotar libremente alrededor del eje vertical y presentan una superficie de rodadura en forma de U, a fin de que la unidad de alimentación pueda girar sobre el anillo tubular (53) alrededor de su eje vertical y que por lo menos

una de las ruedas (2) pueda accionarse mediante un motor eléctrico (56) con una unidad de mando (69) electrónica programable a partir de una memoria asociada de modo que la unidad de alimentación pueda alinearse con la posición del sol mediante el accionamiento de la rueda en función de la fecha del calendario y de la hora.

8. Unidad de alimentación de energía eléctrica y/o de agua basada en las energías renovables según cualquiera de

las reivindicaciones anteriores, caracterizada porque la posición de giro del panel solar central pueda modificarse mediante unas unidades de pistón-cilindro hidráulicas o electromotorizadas y porque el control de dichas unidades de pistón-cilindro o de dichos motores eléctricos se realiza mediante unos datos suministrados por un sistema GPS, para que se asegure para cada punto de la tierra el seguimiento óptimo de la unidad de alimentación según la posición del sol.

9. Unidad de alimentación de energía eléctrica y/o de agua basada en las energías renovables según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizada porque el bastidor de perfiles (1) comprende, además, un módulo para la producción de hidrógeno y de oxígeno mediante electrólisis del agua y dicha unidad de alimentación comprende asimismo unas pilas de combustible para la producción ulterior de corriente continua mediante combustión.

10. Unidad de alimentación de energía eléctrica y/o de agua basada en las energías renovables según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizada porque el bastidor de perfiles (1) forma un cubo con una longitud lateral de 1 m, para su transporte de forma que ocupe poco espacio en los contenedores de flete aéreo normalizados.