AEROGENERADOR VERTICAL DE ELECTRICIDAD Y AGUA.

Aerogenerador vertical de electricidad y agua.

El aerogenerador vertical de agua y electricidad y sin mecanismo de orientación,

incluye como rotor (8) una serie de palas formadas por brazos (7) en forma de ramas de palmera que transmiten su movimiento multiplicado a un compresor (12) que hace funcionar un equipo deshumidificador, sin mecanismo de orientación y sin tiro forzado, alojado en el capitel (6) y formado por unas válvulas electrónicas (16, 19, 21) y unos intercambiadores de calor (17), donde se produce la condensación del vapor del aire del ambiente en forma de agua, que es recogida por una bandeja (26) y enviada al depósito (2) de agua determinado por la torre hueca (1), desde donde es canalizada para su posterior uso. Parte del movimiento multiplicado transmitido por el rotor (8) se utiliza en la producción de energía eléctrica mediante un generador (10) para autoconsumo o para verter en una red.

Aerogenerador vertical de electricidad y agua.

OBJETO DE LA INVENCIÓN

La presente invención se refiere a un aerogenerador vertical de agua y electricidad sin mecanismo de orientación, cuya evidente finalidad es la de conseguir una pequeña parte de energía eléctrica y una gran parte de agua en base a unos equipos deshumidificadores que incorpora el propio aerogenerador.

El objeto de la invención es un aerogenerador de alto rendimiento para producir agua y electricidad para cualquier fin, en base a una estructura que respeta el medio ambiente.

ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN

Los aerogeneradores horizontales están constituidos normalmente por una columna en cuya parte superior va un generador eléctrico, así como un rotor a base de palas, que gira alrededor de un eje horizontal de manera tal que para su funcionamiento, necesitan orientarse al viento. En general los aerogeneradores horizontales dan lugar a que el medio ambiente se vea afectado tanto por la estética del aerogenerador como por los campos electromágneticos que produce el mismo. Para su correcto funcionamiento los aerogeneradores horizontales necesitan vientos laminares, pero no funcionan tan bien con vientos turbulentos o racheados. Además necesitan una gran separación cuando se colocan en grupo para evitar las turbulencias producidas por el aerogenerador precedente.

Aerogeneradores horizontales que producen agua, son descritos en las patentes FR2833044, US2008/0289352 y WO2004099685, todos ellos utilizan el ciclo de refrigeración por compresión de vapor para enfriar el aire ambiente y así producir la condensación.

En la patente FR2833044, se describe un aerogenerador horizontal que necesita orientarse al viento, con una sección de admisión de aire constante, lo que implica que a velocidades medias y altas de viento, la capacidad frigorífica de la máquina no sea capaz de bajar la temperatura de todo ese caudal de aire, no produciendo condensación.

En la patente US2008/0289352, se describe un aerogenerador horizontal que necesita orientarse al viento, donde primero produce energía eléctrica, que también puede ser almacenada, y luego se acciona un compresor y un ventilador que regula el caudal de aire. Cuando entre el generador y el acumulador no se produce energía suficiente para mover el compresor, no se produce condensación. Así mismo, para la admisión del aire ambiente se utiliza una parte muy importante de la potencia eléctrica disponible.

En la patente WO2004099685, se describe un aerogenerador horizontal que necesita orientarse al viento. Detalla principalmente el control del fluido refrigerante que pasa al evaporador, así como la regulación de elementos mecánicos necesarios para la admisión del caudal de aire adecuado en el evaporador. Esta máquina no recupera el frío producido por el evaporador y por tanto tiene una baja eficiencia del ciclo frigorífico además de necesitar sobredimensionar el condensador.

DESCRIPCIÓN DE LA INVENCIÓN

El aerogenerador vertical de agua y electricidad que se preconiza presenta nueve características fundamentales:

La primera característica es que el rotor está formado por palas, girando estas respecto a un eje vertical y por tanto, captando el viento en todas las direcciones, no necesitando orientarse, con la consiguiente simplificación constructiva, de peso, menor coste y menor mantenimiento.

La segunda característica fundamental es que los equipos deshumidificadores, no necesitan orientación ya que los intercambiadores de calor están fijos y expuestos al viento en forma de tubo con eje vertical con la consiguiente simplificación constructiva y evitando los movimientos indeseados del fluido refrigerante por giros y vibraciones.

La tercera característica fundamental, es que los intercambiadores de calor, reciben el caudal necesario de aire para producir condensación, sin tener que accionar compuertas para el aire o similares, con la consiguiente simplificación constructiva, de peso, de coste y de menor mantenimiento.

La cuarta característica fundamental, es que los intercambiadores de calor, no necesitan el tiro forzado de ventiladores o similares, con el consiguiente ahorro de hasta un 25% de la energía y por tanto, destinando dicho ahorro a la producción frigorífica y generando mayor cantidad de agua de condensación.

La quinta característica fundamental, es que los intercambiadores de calor, pueden funcionar indistintamente como evaporadores o como condensadores y por tanto poder absorber los excesos de necesidades de condensación o evaporación, sin tener que recurrir al sobredimensionado de los mismos o a la pérdida de rendimiento. Resultando de ello una instalación más equilibrada, con menor peso y coste.

La sexta característica fundamental, es que se recupera el aire frío producido en el primer paso a través de los intercambiadores de calor donde se produce la condensación del vapor del aire para duplicar la eficiencia del ciclo frigorífico.

La séptima característica fundamental, es que los intercambiadores de calor al funcionar indistintamente como evaporadores o condensadores, reducen al mínimo el ensuciamiento externo de los tubos y aletas, ya que regularmente en ellos se produce condensación. Evitando por tanto la pérdida de eficiencia del ciclo frigorífico de hasta un 25% o el sobredimensionamiento del condensador. En cualquier caso se evita la limpieza de dicho intercambiador con el consiguiente ahorro.

La octava característica fundamental, es que gracias a la forma de las palas y a su disposición, la torre hueca puede ser totalmente habilitada como un depósito de agua rígido debido a los arriostramientos con cables a la cimentación, situación que no es posible en un aerogenerador convencional al menos en su totalidad ya que las palas cortarían dichos cables. En cualquier caso, se evita un sobredimensionado estructural de la torre y un aseguramiento que impide su colapso.

La novena característica fundamental es que guarda un mimetismo con el paisaje puesto que las palas del aerogenerador están constituidas por brazos a modo de ramas de palmera, el capitel y la torre también imitan proporcionalmente las partes de la misma, lo que indudablemente lleva consigo una mejora en lo que respecta al aspecto estético del paisaje frente a los aerogeneradores convencionales.

El aerogenerador presenta la particularidad de producir agua a partir del vapor de agua del aire ambiente, para lo cual el conjunto del aerogenerador, sin modificaciones para nada de éste, incorpora equipos deshumidificadores que son accionados mediante la energía mecánica producida por el giro del rotor del propio aerogenerador.

Mas concretamente, el aerogenerador que se preconiza se constituye a partir de una torre hueca, preferentemente de acero, debidamente anclada sobre una cimentación de hormigón armado, y cuya torre hueca impermeabilizada por su parte interior constituye un depósito vertical de agua.

Encima de la torre y por debajo del rotor, formado éste por las palas a modo de ramas de palmera, incorpora los equipos deshumidificadores, constituidos éstos a partir de un compresor en combinación con unos intercambiadores de calor, un depósito de líquido refrigerante, las válvulas de expansión y el resto de válvulas de regulación y control que permiten enfriar el aire ambiente por debajo del punto de rocío para producir la condensación del vapor de agua contenido en dicho aire.

Esa condensación en forma de agua, se recoge en un bandeja situada por debajo de los intercambiadores de calor, desde la cual el agua accede a un sifón registrable donde se produce un cierre hidráulico y una decantación de partículas sólidas. Una vez atravesado el sifón registrable, el agua accede a través de un desagüe al depósito de almacenamiento de agua, contando éste en su parte inferior con un equipo potabilizador autónomo con una salida de agua para uso de ésta.

En la parte inferior, es decir entre la cimentación de anclaje de la torre y el depósito, se han previsto unos medios de maniobra y control eléctrico, unos medios de maniobra y control de desumidificadores, así como un contador eléctrico y un contador de agua, e incluso la correspondiente salida eléctrica para su aplicación a una red de suministro general o doméstico.

Asimismo, dicho depósito de agua cuenta con un tubo de ventilación superior, con un rebosadero conectado a una balsa de retención o un drenaje, con un registro de hombre previsto en la parte inferior de la propia torre, donde también se sitúa la salida de agua, previo paso por un potabilizador con funcionamiento autónomo gracias a una batería recargable.

Por consiguiente, mediante el aerogenerador...

1. Aerogenerador vertical de electricidad y agua, que constituyéndose a partir de una torre (1) anclable inferiormente sobre una cimentación de hormigón armado (4) , situada bajo el propio suelo (5) , se caracteriza porque las correspondientes palas del aerogenerador están constituidas por brazos radiales con perfiles aerodinámicos a modo de ramas de palmera (7) , formando un rotor (8) giratorio sobre un capitel (6) establecido en la parte superior de la torre (1) , cuyo capitel (6) está previsto para albergar una serie de equipos deshumidificadores de obtención de agua que es almacenada en un depósito (2) que determina la propia torre (1) interiormente; habiéndose previsto en el capitel (6) un generador de electricidad (10) y un compresor (12) de compresión de un fluido refrigerante asociado a unos intercambiadores de calor (17) de condensación del fluido asociado a su vez a un depósito de líquido refrigerante (18) desde donde accede a los intercambiadores de calor (17) que tienen abierta una válvula solenoide de 2 vías (19) y en cuyos intercambiadores se produce la evaporación del líquido refrigerante previo paso por una válvula de expansión electrónica (21) , contando con un circuito de retorno al compresor (12) , habiéndose previsto que el dispositivo cuente con una bandeja (26) de recogida del agua o vapor condensado del aire pasante por los intercambiadores, bandeja de redirección del fluido hacia el depósito (2) en que se materializa la torre (1) del aerogenerador.

2. Aerogenerador vertical de electricidad y agua, según reivindicación 1ª, caracterizado porque los intercambiadores de calor (17) son fijos y están expuestos al viento en forma de tubo con eje vertical.

3. Aerogenerador vertical de electricidad y agua, según reivindicaciones anteriores, caracterizado porque los intercambiadores de calor (17) , incorporan medios para funcionar indistintamente como evaporadores o condensadores.

4. Aerogenerador vertical de electricidad y agua, según reivindicación 2ª, caracterizado porque para producir condensación del vapor de agua del aire, los intercambiadores de calor (17) , cuentan con válvulas solenoides de 3 vías (16) de regulación de las necesidades de condensación y válvulas solenoides de 2 vías (19) para las necesidades de evaporación, operadas por una centralita (24) y según los datos aportados por una estación meteorológica (25) .

5. Aerogenerador vertical de electricidad y agua, según reivindicación 1ª, caracterizado porque, la torre hueca (1) constituye un depósito de agua (2) rígido, asistido por los correspondientes arriostramientos con cables (3) y la cimentación (4) .