Sistema hidráulico para producción eléctrica.

Sistema hidráulico para producción eléctrica, formado por un depósito superior (1) contenedor de agua,

el cual está conectado por su parte inferior con una turbina (3) generadora de electricidad, yendo por debajo de dicha turbina (3) generadora de electricidad un depósito inferior (4), con el cual están comunicados unos cilindros hidráulicos (5) verticales desde los que salen unos conductos (8) que desembocan en un depósito nodriza (10) comunicado con el depósito superior (1), poseyendo cada cilindro hidráulico (5) un émbolo (11) pesado suspendido de un polipasto (12) que es accionado por un respectivo motor (13) eléctrico; de forma que desde el depósito superior (1) cae un flujo de agua que acciona a la turbina (3) generadora de electricidad, siendo bombeada el agua que cae, para su retorno al depósito superior (1), mediante los cilindros hidráulicos (5).

SISTEMA HIDRÁULICO PARA PRODUCCIÓN ELÉCTRICA Sector de la técnica

La presente invención está relacionada con la producción de electricidad por medios sustitutivos de los convencionales, proponiendo un sistema hidráulico que permite producir electricidad con un buen rendimiento, bajo costo y sin perjuicios medioambientales.

Estado de la técnica

Las repercusiones medioambientales y otros factores, como el agotamiento de los recursos utilizables, que con mayor o menor influencia afectan, en general, a las técnicas convencionales de producción de electricidad, como la hidráulica, la térmica o la nuclear, han llevado en los últimos tiempos al interés por técnicas basadas en el aprovechamiento de energías renovables, como la eólica y la solar, en las cuales se viene aplicando actualmente gran parte del esfuerzo de investigación y desarrollo tecnológico para la producción de electricidad.

Sin embargo, las instalaciones para el aprovechamiento de la energía eólica y de la energía solar, requieren unas inversiones muy costosas, lo cual, junto con la gran dependencia de dichas técnicas en relación con factores naturales espontáneos, como el viento y la luz solar, hacen que estas técnicas no sean aplicables de una manera rentable en muchos lugares.

Por ello, actualmente se vienen abriendo también líneas de investigación en otros sentidos, para desarrollar instalaciones basadas en principios básicos, que con elementos sencillos y montajes de bajo coste en comparación con las técnicas convencionales, permitan obtener una producción de electricidad en cuantías rentables.

En tal sentido, se han buscado soluciones basadas en la caída de un flujo de agua desde un lugar elevado, para accionar una o más turbinas de generación de electricidad, y retorno del agua por medios de impulsión al lugar elevado, para su reutilización en la caída de accionamiento de la turbina o turbinas, con el fin de obtener una producción de electricidad continua. Las soluciones desarrolladas al respecto han resultado, sin embargo, poco

rentables y prácticas, debido sobre todo a la dificultad y trabajo necesarios para retornar el agua desde la parte inferior de la instalación hasta la posición elevada de caída.

Objeto de la invención

De acuerdo con la invención se propone un sistema hidráulico destinado para producir electricidad, basado en una caída de agua desde un depósito, para accionar una turbina generadora de electricidad y el retorno del agua por bombeo, después de pasar por la turbina, hasta el depósito de caída, con una realización que consigue un funcionamiento efectivo para el fin que se pretende.

El sistema preconizado comprende un depósito superior que por su parte inferior está conectado a una turbina generadora de electricidad y que por la parte superior comunica con un depósito nodriza que le mantiene lleno de agua, desembocando en el depósito nodriza unos conductos que proceden de un sistema de bombeo situado en la parte inferior y que está formado por unos cilindros hidráulicos comunicados con un depósito inferior situado por debajo de la turbina generadora de electricidad, los cuales cilindros hidráulicos del sistema de bombeo van dispuestos verticalmente y poseen unos émbolos pesados que están suspendidos de unos polipastos sustentadores que son accionados por respectivos motores eléctricos.

Cada cilindro hidráulico del sistema de bombeo está conectado con el depósito inferior situado por debajo de la turbina generadora de electricidad, a través de un conducto provisto con una electroválvula de cierre y apertura de paso, mientras que desde la parte inferior de cada cilindro hidráulico sale un conducto de retorno que desemboca en el depósito nodriza que está comunicado con el depósito superior situado por encima de la turbina generadora de electricidad, poseyendo cada conducto de retorno a su vez una electroválvula de cierre y apertura de paso.

Los motores de accionamiento de los polipastos que sustentan a los émbolos de los cilindros hidráulicos del sistema de bombeo, son gobernados por un control eléctrico que establece la puesta en marcha y parada de los mencionados motores en función del desplazamiento de los émbolos de los cilindros hidráulicos correspondientes, para la elevación de cada émbolo mediante el correspondiente polipasto y cuando el émbolo se encuentra en la parte superior dejarle caer por su peso mediante desconexión del motor respectivo, determinando un funcionamiento tal que cuando el émbolo de un cilindro

hidráulico asciende, el émbolo de otro cilindro hidráulico baja, produciéndose así un bombeo continuo. En este sentido, se prevé que el sistema de bombeo comprenda, al menos, dos cilindros hidráulicos y de un modo preferente tres cilindros hidráulicos, con un movimiento combinado de los respectivos émbolos; aunque el sistema de bombeo podría funcionar también de manera intermitente con un solo cilindro hidráulico.

Las electroválvulas de los conductos de entrada y salida del agua en los cilindros hidráulicos del sistema de bombeo, son gobernadas a su vez por el control eléctrico en combinación con los motores de accionamiento de los polipastos sustentadores de los émbolos de los cilindros hidráulicos, de manera que, en cada cilindro hidráulico, cuando el émbolo correspondiente asciende, la entrada de agua al cilindro hidráulico queda abierta y la salida de agua del cilindro hidráulico cerrada, y viceversa.

Se obtiene así un conjunto funcional en el que los cilindros hidráulicos del sistema de bombeo se llenan de agua cuando sus émbolos ascienden, descargando después el agua con impulsión por la caída de los émbolos por su peso desde la parte superior, produciendo dicha impulsión el envío del agua hasta el depósito nodriza que alimenta al depósito superior, de forma que desde dicho depósito superior el agua cae a través de la turbina generadora de electricidad provocando el accionamiento de la misma, recogiéndose después el agua en el depósito inferior que alimenta a los cilindros hidráulicos del sistema de bombeo, de manera que el agua que se utiliza circula en circuito cerrado, sin necesidad de suministro de agua exterior nada más que para el llenado inicial y la reposición de las pérdidas normales que puedan producirse por el funcionamiento de la instalación.

Entre el depósito nodriza de alimentación del depósito superior y el depósito inferior que alimenta a los cilindros hidráulicos del sistema de bombeo, va dispuesto un conducto de rebose que limita el nivel de agua a una cierta altura en el depósito nodriza, evitando el desbordamiento de dicho depósito nodriza cuando el caudal de bombeo es superior al caudal que cae para accionar a la turbina generadora de electricidad.

El depósito superior desde el que cae el agua para accionar a la turbina generadora de electricidad y el depósito inferior al que cae el agua después de pasar por la turbina generadora de electricidad, se prevén de una capacidad que permita mantener en ellos una cantidad disponible de agua del doble del volumen que se utilice durante un minuto para el accionamiento de la turbina generadora de electricidad, con el fin de que en el caso de que en el funcionamiento de los cilindros hidráulicos de bombeo se produzca una

descoordinación entre la fase de llenado de los mismos y la fase de impulsión, haya un tiempo de un minuto para auto regulación del funcionamiento.

Por todo ello, el sistema de la invención resulta de unas características de simplicidad de instalación y efectividad funcional, que le hacen ventajoso y de carácter preferente respecto de los sistemas de producción eléctrica equivalentes desarrollados hasta el momento.

Descripción de las figuras

La figura 1 muestra esquemáticamente una realización del sistema hidráulico objeto de la invención, con tres cilindros hidráulicos de bombeo para retornar el agua en recirculación a la parte superior desde la recogida en la parte inferior después de caer en accionamiento de una turbina generadora de electricidad.

Descripción detallada de la invención

El objeto de la invención se refiere a un sistema hidráulico para la producción de electricidad, basado en unos conceptos estructurales sencillos pero de efectiva funcionalidad, con unas características esencialmente diferenciadas respecto de las soluciones desarrolladas hasta el momento para la misma aplicación.

El sistema preconizado comprende un depósito superior (1) situado en una posición elevada, el cual posee en la parte inferior una salida (2) que está conectada a una turbina (3) generadora de electricidad, tal como, por ejemplo, una turbina "Pelton", por debajo de la cual va dispuesto un depósito...

1.- Sistema hidráulico para producción eléctrica, comprendiendo una turbina (3) generadora de electricidad que es actuada por caída de un flujo de agua, caracterizado porque consta de un depósito superior (1) contenedor de agua, el cual va conectado en su parte inferior a través de una salida (2) con la turbina (3) generadora de electricidad, por debajo de la cual va dispuesto un depósito inferior (4) que recoge el agua que cae a través de la turbina (3), estando comunicados con dicho depósito inferior (4) unos cilindros hidráulicos (5) que forman un sistema de bombeo para subir el agua desde dicho depósito inferior (4) hasta un depósito nodriza (10) que comunica con el depósito superior (1), comunicando cada cilindro hidráulico (5) con el depósito inferior (4) por medio de un conducto (6) provisto con una electroválvula (7) de apertura y cierre, mientras que de la parte inferior de cada cilindro hidráulico (5) sale un conducto (8) que desemboca en el depósito nodriza (10) y que posee también una electroválvula (9) de apertura y cierre, yendo en cada cilindro hidráulico (5) un émbolo (11) pesado sustentado por un polipasto (12) que es accionado por un respectivo motor (13) eléctrico.

2.- Sistema hidráulico para producción eléctrica, de acuerdo con la primera reivindicación, caracterizado porque el sistema de bombeo comprende, al menos, dos cilindros hidráulicos (5), en los cuales los émbolos (11) respectivos se mueven de manera combinada mediante accionamiento de sus polipastos (12) por los correspondientes motores (13).

3.- Sistema hidráulico para producción eléctrica, de acuerdo con la primera reivindicación, caracterizado porque respecto del émbolo (11) de cada cilindro hidráulico (5) del sistema de bombeo va unido un tirante (16), el cual por medio de un contrapeso (17) actúa a unos finales de carrera (18) que determinan el funcionamiento del cilindro hidráulico (5) respectivo.

4.- Sistema hidráulico para producción eléctrica, de acuerdo con la primera reivindicación, caracterizado porque el depósito nodriza (10) y el depósito inferior (4) están comunicados por medio de un conducto (15) que hace de rebosadero a un cierto nivel en el depósito nodriza (10).

5.- Sistema hidráulico para producción eléctrica, de acuerdo con la primera reivindicación, caracterizado porque en la salida (2) de caída de agua desde el depósito superior (1) a la turbina (3) generadora de electricidad, va dispuesta una válvula (19) manual que permite

regular y cerrar la caída del agua.

6.- Sistema hidráulico para producción eléctrica, de acuerdo con la primera reivindicación, caracterizado porque el depósito superior (1) está dividido, mediante tabiques (14), en 5 conductos verticales que favorecen la conducción del agua hacia la salida (2).