Acumulador energético helicoidal.

1. Acumulador Energético Helicoidal, del tipo soporte de generador eólico y otros,

caracterizado porque está formado por una cimentación (1) sobre la que se construye la torre (2) y en cuyo interior se integran los componentes de acumulación (3.4) y montaje autónomo (3.7).

2. Acumulador Energético Helicoidal según reivindicación 1, caracterizado porque la torre generada es cilíndrica y la recorre un raíl helicoidal (2.2) a modo de rosca.

3. Acumulador Energético Helicoidal según reivindicación 1 y 2, caracterizado porque la plataforma (3) y colector de potencia (4) recorren la vertical de la torre (2) por el raíl helicoidal (2.2).

4. Acumulador Energético Helicoidal según reivindicación 1 y 2, caracterizado porque la estructura de la torre (2.1) está dividida en secciones de dovela idénticas, salvo los anillos de los extremos que regulan su longitud para un cierre plano.

5. Acumulador Energético Helicoidal según reivindicación 1 y 4, caracterizado porque la unión de los módulos se complementa por medio de los conectores (2.3).

6. Acumulador Energético Helicoidal según reivindicación 1, 2, 3 y 4, caracterizado porque el montaje de la torre (2) se realiza desde la plataforma (3) con el acople de los elementos auxiliares (3.7) de izado.

7. Acumulador Energético Helicoidal según reivindicación 1 y 4, caracterizado porque la cúpula (7) dispone de un carrete de adaptación a la nacelle.

8. Acumulador Energético Helicoidal según reivindicación 1, 3 y 7, caracterizado porque el colector de nacelle permite el giro continuo durante la orientación de la nacelle.

ACUMULADOR ENEGÉTICO HELICOIDAL

. Sector de la técnica: Industria energética, en particular el sector de las energías renovables donde no es posible regular la producción de energía eléctrica -la naturaleza es aleatoria, por tanto no es una fuente constante-y se precisa el almacenamiento de la misma para disponer de un suministro en horas de carencia de la fuente renovable o en horas pico del día, donde la producción máxima no puede alcanzar la demanda. Para ello se utiliza un diseño específico que podrá ser modificado y adaptado para su uso en sectores con necesidades similares. Dicho diseño permite una torre auto-constructiva, sin necesidad de grandes grúas para su montaje ni transportes especiales .

. Estado de la técnica: En la actualidad, los sistemas de almacenamiento energético, son los siguientes:

-Hidrobombeo, realiza el ciclo inverso de una central hidráulica. Dispone de dos embalses a diferente altura en un ciclo cerrado. Inicialmente, el embalse inferior recibe la estación de bombeo que se alimenta con energía excedente. El embalse construido en una cota superior comienza a almacenar el agua para posteriormente desarrollar el trabajo de una centra' hidráulica convencional -típico salto de agua-o Presenta las siguientes desventajas:

Resulta imprescindible el agua, por lo que sólo se podrá utilizar con emplazamiento con excedentes de agua, ya que hay que compensar filtraciones a terreno y evaporación.

Precisa de grandes espacios de terreno.

Precisa de un gradiente mínimo entre las dos alturas de embalse.

Genera impacto ambiental y grandes proyectos de obra civil.

Susceptible de acciones sísmicas, desastres naturales ó delictivos, con consecuencias enormes ante la ruptura del dique, no previstas por el momento.

Elevado precio y tecnología muy específica.

No permite una construcción modular de forma graduada, con una inversión escalonada,

razonable y admisible a cualquier economía. Utilizable sólo por multinacionales. (No mencionamos minicentrales puesto que no son acum uladores) .

-Almacén de gas comprimido: Este método, recurre a bien cavidades naturales subterráneas o bien a zonas de roca porosa caliza, en las que mediante compresores se inyecta el gas -generalmente aire, aunque también existen almacenes de gas natural en la cavidad (p.e. en Yela-Brihuega, Gu.) -para posteriormente al ser liberado, hacerlo pasar por unas turbinas acopladas a un generador. El rendimiento es menor que en el hidrobombeo, en este caso los inconvenientes son los siguientes:

Precisa de terceros procesos, es decir, el aumento de presión puede producir el cambio de estado generando condensación de agua y congelación. Por tanto es preciso quemar gas natural para compensarlo.

Tecnología muy específica para realizar las instalaciones.

Emplazamientos muy específicos y grandes zonas afectadas.

Susceptible de acciones sísmicas, desastres naturales ó delictivos, con consecuencias enormes ante la ruptura de la cavidad, no previstas por el momento y desconocido el alcance de un posible accidente.

Impacto ambiental. Si la cavidad no procede del yacimiento de gas agotado, se alterará el medio, incluso modificaremos el cauce natural de los ríos subterráneos por la presión del gas -imaginemos un sifón en el que aplicamos presión gradualmente sobre su zona superior-

No permite una construcción modular de forma graduada, para una inversión escalonada, razonable y admisible a cualquier economía. Utilizable sólo por multinacionales.

-Baterías: Son múltiples baterías conectadas entre sí, su funcionamiento se basa en el traspaso de iones entre sus diferentes componentes por un proceso electroquímico. Tendremos dos sentidos de corriente según el proceso sea de carga o descarga. Se emplean multitud de materiales, las usuales de plomo y ácido, ó baterías más desarrolladas a base de sales fundidas y azufre, litio, vanadio, cadmio, metales fundidos (magnesio y antimonio) , superconductores, etc. que una vez fabricadas permiten su manipulación. Están en constante estudio para su optimización y desarrollo, por lo que rápidamente quedan obsoletas, en la actualidad presentan los siguientes inconvenientes:

Precio muy elevado y facilidad para quedar obsoletas.

Vida limitada con un rendimiento decreciente con el número de ciclos.

Impacto ambiental, tanto en su producción como en su reciclado -suponiendo que e~iste conciencia-pues se generan multitud de desechos altamente contaminantes.

Producción en países subdesarrollados o al margen del cumplimiento de normas medioambientales, utilización en países desarrollados y reciclado nuevamente en los países de origen. (véase el vertido de cadmio en China -Liuzhou-con más de cuatro millones de habitantes afectados) .

Precisa mantenimiento, voluminosas, se calientan y generan gases. Pueden \legar a incendiarse. Contienen metales pesados: directamente tumorales, alta y prolongadamente contaminantes con el medio. Aunque adaptable a todas las instalaciones, precisa grandes superficies ventiladas.

-Almacenamiento térmico: Por 10 general, captadores solares proyectan el haz de luz y 10 concentran sobre unos conductos de aceite, este aceite si se requiere producirá vapor de agua para mover turbinas, de no ser así, se emplea para calentar mediante intercambiadores la sal. Así posteriormente se cederá de nuevo dicha temperatura para volver a producir vapor y mover nuevamente las turbinas. Inconvenientes que presenta esta tecnología:

Todo proceso térmico está rodeado de pérdidas.

Adaptado a plantas termosolares únicamente.

Proceso caro ... con dificultades para mantener las temperaturas en el tiempo, (máx.!. 20h) .

Cada tubería ó paso por un intercambiador supone una pérdida de rendimiento, además las elevadas temperaturas implican elevadas presiones y con ello instalaciones muy específicas, pues la sal es muy corrosiva y las propiedades de los materiales disminuyen con la temperatura.

No permite una construcción modular de forma graduada, para una inversión escalonada, razonable y admisible a cualquier economía. Viable sólo para grandes empresas multinacionales.

-Hidrógeno: La densidad energética del hidrógeno supera la de la gasolina pero la hidrólisis, catalizadores etc. hacen el proceso extremadamente caro. Por otro lado el hidrógeno, es un gas explosivo y debe licuarse o comprimirse para su almacenamiento. Hasta el momento es un proceso en fase de desarro\lo.

- Mareo-motriz: Consiste en la creación de diques y posterior utilización a modo de central hidráulica. Inconvenientes que presenta esta tecnología: Lógicamente es utilizable sólo en zonas afectadas por la marea y con una geografía que permita la construcción de diques. Alto impacto medioambiental, tanto en su construcción como por la eliminación de transcurso natural de las mareas.

Muy costosas y poco fiables ante condiciones meteorológicas adversas.

La corrosión es muy superior a procesos fluviales, por tanto las turbinas deben ser específicas. Generalmente, no permite una construcción modular de forma graduada, para una inversión escalonada, razonable y admisible a cualquier economía. Utilizables solamente por multinacionales.

Fuentes:

Investigación en ciencia, abriI2012, n° 427, pg. 67. Publicación pdf: pontificia universidad católica de Chile, magister en ingeniería de la energía lEN 3320 mercados energéticos.

-Montajes de torre, en la actualidad el montaje de las torres se realiza mediante grúas de gran tonelaje insertando las secciones parciales de la torre --con sus respectivas tecnologías de unión-o También se ha intentado la utilización de andamios trepantes con fraguado continuo. El proceso de montaje de torres se puede visualizar en la red, visitando las páginas de los fabricantes.

Estos procesos existentes en la actualidad, aún cuando realizan en cierta medida su cometido, presentan importantes deficiencias no resueltas por sus tecnologías. Siendo el "Acumulador Energético Helicoidal" objeto de la presente descripción un mecanismo para la mejora muy sustancial del estado de la técnica existente y previamente descrito .

.Explicación:

Con objeto de completar las carencias y dificultades anteriormente citadas para el almacenamiento de la energía eléctrica residual, así como en la construcción de torres, se presenta el "acumulador energético helicoidal" como un sistema integrado para la acumulación del excedente en la producción de las renovables y la fabricación de torres, especialmente indicado para el sector eólico dada su geometría, pero que permite adaptarse...

1. "Acumulador Energético Helicoidal", del tipo soporte de generador eólico y otros, caracterizado porque está formado por una cimentación (1) sobre la que se construye la torre (2) y en cuyo interior se integran los componentes de acumulación (3, 4) y montaje autónomo (3.7) .

2. "Acumulador Energético Helicoidal" según reivindicación 1, caracterizado porque la torre generada es cilíndrica y la recorre un raíl helicoidal (2.2) a modo de rosca.

3. "Acumulador Energético Helicoidal" según reivindicación 1 y 2, caracterizado porque la plataforma (3) y colector de potencia (4) recorren la vertical de la torre (2) por el raíl helicoidal (2.2) .

4. "Acumulador Energético Helicoidal" según reivindicación 1 y 2, caracterizado porque la estructura de la torre (2.1) está dividida en secciones de dovela idénticas, salvo los anillos de los extremos que regulan su longitud para un cierre plano.

5. "Acumulador Energético Helicoidal" según reivindicación 1 y 4, caracterizado porque la unión de los módulos se complementa por medio de los conectores (2.3) .

6. "Acumulador Energético Helicoidal" según reivindicación 1, 2, 3 y 4, caracterizado porque el montaje de la torre (2) se realiza desde la plataforma (3) con el acople de los elementos auxiliares (3.7) de izado.

7. "Acumulador Energético Helicoidal" según reivindicación 1 y 4, caracterizado porque la cúpula (7) dispone de un carrete de adaptación a la nacelle.

8. "Acumulador Energético Helicoidal" según reivindicación 1, 3 y 7, caracterizado porque el colector de nacelle permite el giro continuo durante la orientación de la nacelle.