DISPOSITIVO DE GENERACIÓN DE ENERGÍA MICROHIDROELÉCTRICA PARA EDIFICIOS Y PROCEDIMIENTO DE EFICIENCIA ENERGÉTICA.

La invención realiza la técnica denominada "bombeo" en edificios,

empleando un depósito inferior y un depósito superior, los cuales están unidos por una única tubería. El depósito superior se puede llenar a partir del depósito inferior mediante una bomba y el depósito inferior se puede llenar del depósito superior haciendo pasar el agua por una turbina. Tanto la bomba como la turbina forman una máquina unificada junto a un motor, normalmente asíncrono de inducción, que se hace funcionar en modo reversible, bien como motor o como generador. La invención también comprende un procedimiento que aprovecha la diferencia de precio de la electricidad en horas valle y en horas punta, así como también permite reducir los picos de la curva de la demanda del edificio, permitiendo con ello mejorar su eficiencia energética.

DISPOSITIVO DE GENERACIÓN DE ENERGÍA MICRO

HIDROELÉCTRICA PARA EDIFICIOS Y PROCEDIMIEN TO DE

EFICIENCIA ENERGÉTICA

Campo de la invención La presente invención se refiere a un dispositivo y a un procedimiento para poder aplicar la técnica denominada "bombeo" en edificios. El dispositivo objeto de la invención permite la generación de energía micro-hidroeléctrica en edificios y está 10 formado por un depósito inferior y un depósito superior unidos por una única tubería. Se dispone de una máquina única (bomba-motor/generador-turbina) , de un conjunto de electroválvulas, un sensor tacométrico y un sensor amperimétrico. El procedimiento objeto de la invención permite bombear agua del depósito inferior al superior, en horas valle, y turbinar agua del depósito superior al inferior, en horas punta; ello además permite reducir los picos de la curva de la demanda del edificio, lo que supone mejorar la eficiencia energética del mismo.

Antecedentes de la invención 2 O El uso de la técnica de "bombeo" en edificios residenciales o de oficinas, y en general fuera del contexto de las centrales hidráulicas para producción de energía eléctrica a gran escala, es mucho menos frecuente.

En el documento lP 2006299541, se divulga el uso de la técnica del "bombeo" para el

aprovechamiento energético en el contexto de un edificio residencial o de oficinas. Además esta técnica de "bombeo" se combina con el aprovechamiento energético de la energía potencial del agua de lluvia. Una diferencia importante de esa invención respecto a la que aquí se propone es el hecho de que las tuberías de descarga y de bombeo son distintas y la bomba y turbina son máquinas distintas. La otra diferencia 3 O importante es que en este documento japonés no se divulga el uso del sistema para aprovechar la diferencia entre el precio de la electricidad en horas valle (noche) y horas punta. Por tanto, las diferencias de los dispositivos y este uso de la instalación por parte de la invención propuesta sí presentan carácter de novedad e invención con respecto a lo divulgado en ese documento japonés.

En el documento WO 01155589, se divulga un sistema similar al objeto del documento japonés JP2006299541 ya que incorpora también un sistema de bombeo hidráulico en el contexto del aprovechamiento energético del agua en un edificio que también prevé el aprovechamiento del agua de lluvia. Una diferencia importante con la invención 5 aquí propuesta de la de ese documento es que carece de depósito inferior de bombeo. La otra diferencia importante es que no se menciona el uso del sistema para aprovechar la diferencia entre el precio de la electricidad en horas valle (noche) y horas punta. Por tanto, las diferencias y este uso de la instalación por parte de la invención sí presentan carácter de novedad e invención con respecto a lo divulgado en ese documento australiano.

En el documento JP 2001272133, se divulga el uso de un sistema de bombeo para acumular energía en forma de energía potencial de un volumen de agua en un edificio. En este caso se trata de un sistema para optimizar el rendimiento de una bomba de 15 calor. Una diferencia importante con la invención propuesta de la divulgada en este documento es que carece de depósito inferior de bombeo. La otra diferencia importante es que no se divulga el uso del sistema para aprovechar la diferencia entre el precio de la electricidad en horas valle (noche) y horas punta. Por tanto, las diferencias y este uso de la instalación por parte de la invención sí presentan carácter de novedad e invención 2 O con respecto a lo divulgado en este documento japonés.

Las ventajas de la invención son las siguientes:

Poder realizar las técnicas de bombeo y turbinado en un edificio cualquiera

25 mediante el empleo de una única máquina denominada motor-generador (104)

que se puede acoplar a un rodete turbina (103) o a un rodete bomba (105) ;

Empleo de un depósito inferior (101) Y de un depósito superior (102) unidos

por una única tubería (106) ;

Poder emplear el agua almacenada en un depósito superior (102) para generar

3 O energía eléctrica con el fin de reducir las puntas de la curva de la demanda del

edificio (1002) , es decir, realizar técnicas de control de la curva de la demanda

(DSM) .

Descripción de la invención La invención propone un dispositivo y un procedimiento para poder aplicar la técnica denominada "bombeo" en edificios, que permite mejorar la eficiencia energética de los 5 mismos. Es aplicable para cualquier tipo de edificio, tanto residencial, como comercial

o industrial.

De acuerdo con una realización del dispositivo de la invención, se dispone de un depósito inferior y un depósito superior. Normalmente estos depósitos tendrán idéntica capacidad. Normalmente como fluido se empleará agua procedente de la red de distribución. Los depósitos se ubican de forma que exista la máxima diferencia de cota entre ellos. A cada depósito se le dotará de una electroválvula de entrada y otra de salida y de un sensor de nivel lleno y de nivel vacío.

De acuerdo con la invención se dispone de una tubería que une ambos depósitos.

De acuerdo con una realización del dispositivo de la invención, se dispone de una máquina única: bomba-motor/generador-turbina. El motor, normalmente, es un motor eléctrico asíncrono (indistintamente puede ser síncrono, y tanto monofásico como 2 O trifásico) que puede funcionar como motor y como generador. Para poder realizar esta reversibilidad tenemos un electro-acoplamiento entre el motor y la bomba, y un electro-acoplamiento entre el motor y la turbina. Cuando esté conectado el grupo motor-bomba, éste funcionará como motor. Si se cierra el interruptor contactor del motor, éste consumirá energía eléctrica del edificio y la bomba bombeará agua del

depósito inferior al superior. Cuando esté conectado el grupo motor-turbina, éste funcionará como generador. Para ello se transvasará agua del depósito superior al inferior a través de la turbina. Se dispone de un sensor tacométrico para conocer si el generador ha alcanzado la velocidad de sincronismo y poder cerrar su interruptor contactor, y entonces se generará energía eléctrica al edificio.

De acuerdo con la invención se dispone de un transformador de intensidad para poder captar la intensidad de corriente que consume el edificio. Este transformador se ubicará en la entrada de alimentación del edificio.

La invención propone un procedimiento para bombear agua del depósito inferior al depósito superior, en el periodo denominado "horas valle", así como para turbinar agua del depósito superior al depósito inferior, en el periodo denominado "horas punta". Con este método se desplaza la energía eléctrica consumida por el edificio del periodo "horas punta" al de "horas valle". Las compañías eléctricas aplican un recargo de hasta el 100% en "horas punta" y de una bonificación de hasta el 43% en "horas valle", por lo tanto estamos obteniendo una ganancia bruta del 143%. De acuerdo con una realización del dispositivo a base de una turbina, preferentemente tipo "Pelton" y de un motor/generador tipo "Asíncrono de jaula de ardilla" tendremos una pérdida de 1 O potencia en el ciclo completo "bombeado + turbinado" del 64%, quedándonos entonces una ganancia neta del 79% (que variará según la diferencia de tarifa entre horas punta y valle, la cual es diferente en otros países o puede variar más adelante) . En cualquier caso, el dispositivo y el procedimiento de uso son válidos siempre que exista discriminación tarifaria horaria; incluso aunque no la hubiese, el sistema mejoraría la eficiencia energética y el impacto ambiental, ya que en horarios nocturnos la energía global generada no puede emplearse en su totalidad, y toda la que se consuma a cambio de dejar de consumirla en horario diurno supone una reducción de impacto ambiental.

O El procedimiento objeto de la invención, también permite reducir los picos de la curva de la demanda del edificio. Para ello se dispone de la lectura de un transformador de intensidad. Multiplicando dicha lectura por la tensión de alimentación del edificio (que aproximadamente es una constante) se obtiene la potencia eléctrica por fase demandada por el edificio. Cuando dicha potencia demandada supere a la potencia contratada se pondrá en marcha el ciclo de turbinado evitando las penalizaciones que las compañías eléctricas aplican si se excede de la potencia contratada. Ésta es otra medida de ahorro en los edificios que permite esta invención.

BREVE DESCRIPCIÓN DE LAS FIGURAS

La figura 1 es una vista esquemática en perspectiva de una realización del dispositivo de generación de energía...

l. Dispositivo de generación de energía micro-hidroeléctrica para edificios (1) ,

con la finalidad de obtener energía eléctrica por la técnica denominada 5 "bombeo" y que se caracteriza por constar de:

una depósito inferior (10 1) , ubicado en la parte inferior de un edificio cualquiera (100) , y un depósito superior (102) , ubicado en la parte superior de dicho edificio;

una única tubería (106) de unión entre dichos depósitos que sirve tanto para bombear como para turbinar; una única máquina compuesta de, un rodete bomba (105) , de un motor-generador (104) , de un rodete turbina (103) Y de dos electro-accionamientos (113, 114) , la cual funciona reversiblemente tanto para bombear como para turbinar.

2. Dispositivo de generación de energía micro-hidroeléctrica para edificios (1) según la reivindicación primera, caracterizado por el hecho de que el motor-generador (104) puede ser tanto de tipo síncrono como asíncrono y tanto 2 O monofásico como trifásico.

3. Procedimiento de eficiencia energética para un edificio cualquiera (100) modificando la curva de la demanda de los mismos que utiliza el dispositivo (1) de generación de energía micro-hidroeléctrica para edificios según 25 reivindicación primera, caracterizado por realizar las funciones de "bombear"

(8) en horas va1\e y de ..turbinar·' (9) en horas punta, con el fin de desplazar el consumo eléctrico del edificio de horas punta (l003) a horas valle (l001) , y de reducir las puntas de la curva de la demanda del edificio (1002) turbinando cuando se produzca la punta de consumo.

4. Procedimiento de generación de energía eléctrica para un edificio cualquiera (100) que utiliza el dispositivo (1) de generación de energía micro-hidroeléctrica para edificios según reivindicación primera, caracterizado por realizar la función de "Henar + turbinar" (7) cuando se produce el llenado del

5 depósito inferior (10 1) a partir de la red de abastecimiento de agua (107) , haciendo pasar el caudal de agua por la turbina (l03) para aprovechar la energía potencial que tiene el agua de la red de abastecimiento (107) .