Circuito y método para acumular energía producida por fuentes renovables.

Circuito para acumular energía eléctrica producida por una fuente (12) de energía renovable,

estando dicho circuito dispuesto para ser conectado a una red (18) de distribución de energía, comprendiendo el circuito:

- una rama (4) de usuario, que comprende equipos (1) de usuario dispuestos para ser alimentados con energía, dispuestos para ser conectados en paralelo a la red (18);

- una rama (24) de alimentación, dispuesta para ser conectada en paralelo a la red (18), incluyendo una fuente (12) renovable de energía y un inversor (20) funcionando en paralelo con la red (18), conectado a la fuente (12);

- una unidad (28) de control conectada a dicha rama (24) de alimentación y a dicha rama (4) de usuario y dispuesta para gestionar la alimentación de energía a los equipos (1) de usuario;

- medios (29a, 29b) de medición conectados a la unidad (28) de control y dispuestos para medir respectivamente la potencia aparente producida (SA) producida por la fuente (12) y la potencia aparente usada (SB) usada por los equipos (1) de usuario;

- un sensor (38) conectado a la unidad (28) de control y dispuesto para indicar si la fuente (12) está disponible o no;

- una rama (30) de reserva, dispuesta para ser conectada a la rama (4) de usuario, comprendiendo un dispositivo (14) de acumulación de energía, estando dispuesta dicha rama (30) de reserva para alimentar, a los equipos (1) de usuario, energía de reserva para su alimentación;

- un primer regulador (32) de carga conectado al dispositivo (14) de acumulación de energía y dispuesto para ser conectado a la rama (4) de usuario para cargar el dispositivo (14) de acumulación de energía;

estando el circuito caracterizado porque la rama (30) de reserva comprende adicionalmente un inversor independiente (10) que funciona en aislamiento.

Tipo: Patente Europea. Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: E13150206.

Solicitante: DG ECOENERGY S.a.s. di Diego Federico Giannuzzi & C.

Nacionalidad solicitante: Italia.

Dirección: Via Convento 4 73020 Melpignano (LE) ITALIA.

Inventor/es: GIANNUZZI,GIANLUCA.

Fecha de Publicación: .

Clasificación Internacional de Patentes:

  • H02J3/00 SECCION H — ELECTRICIDAD.H02 PRODUCCION, CONVERSION O DISTRIBUCION DE LA ENERGIA ELECTRICA.H02J CIRCUITOS O SISTEMAS PARA LA ALIMENTACION O DISTRIBUCION DE ENERGIA ELECTRICA; SISTEMAS PARA LA ACUMULACION DE ENERGIA ELECTRICA (circuitos de alimentación de energía paralos aparatos de medida de rayos X, rayos gamma, radiaciones corpusculares o de las radiaciones cósmicas G01T 1/175; circuitos de alimentación de energía eléctrica especialmente adaptados para su uso en relojes electrónicos sin partes móviles G04G 19/00; para computadores digitales G06F 1/18; para los tubos de descargar H01J 37/248; circuitos o aparatos para la conversión de la potencia eléctrica, disposiciones para su control o regulación H02M; control de una combinación máquina motriz-generador, control interrelacionado de varios motores H02P; control de energía a alta frecuencia H03L; utilización complementaria de línea o red de energía para transmisión de información H04B). › Circuitos para redes principales o de distribución, de corriente alterna.
  • H02J3/32 H02J […] › H02J 3/00 Circuitos para redes principales o de distribución, de corriente alterna. › utilizando baterías con medios de conversión.
  • H02J3/38 H02J 3/00 […] › Disposiciones para la alimentación en paralelo de una sola red por dos o más generadores, convertidores o transformadores.

PDF original: ES-2540601_T3.pdf

 


Fragmento de la descripción:

Circuito y método para acumular energía producida por fuentes renovables La presente invención se refiere a un circuito y a un método para acumular energía eléctrica producida por una fuente de energía renovable.

El documento EP 2293410 describe un circuito reflejado en el preámbulo de la reivindicación 1.

Es conocido que, en los últimos años, el aumento de la demanda de energía de la población ha hecho la cantidad de recursos disponibles cada vez más inadecuada, y por lo tanto existe el riesgo de que estos recursos no sean suficientes para satisfacer la necesidad de energía eléctrica. Por lo tanto, se ha vuelto más y más necesario, para evitar el desperdicio de energía, optimizar el uso de la que actualmente está presente y orientarse hacia las fuentes de energía renovables.

Esto hace posible, por una parte, ahorrar en el uso de materias primas combustibles y, por otra parte, obtener un beneficio económico debido a la instalación de tecnologías eficientes que hacen posible racionalizar el consumo, a pesar de un mayor coste inicial para la instalación de estas tecnologías.

Estos requisitos dan como resultado la necesidad de comportarse de cierta manera con intención de mejorar la calidad de vida de las personas, que dé cuenta de un uso más informado y seguro de la energía eléctrica, encaminando hacia una economía de bajo consumo.

El ahorro de energía está estrechamente vinculado a las llamadas tecnologías "verdes" y a la planificación de los 25 equipos civiles e industriales al efecto, junto con el uso de componentes de ahorro energético y de bajo consumo.

El ahorro de energía, por lo tanto, se hace por la intervención tanto en los procesos como en los hábitos, principalmente fomentando modelos con la consideración de un uso responsable de la energía, y mediante el uso de tecnologías que son capaces de producir esta energía con el desperdicio más pequeño posible o, mejor aún, por medio de la auto-producción. El término "autoproducción de energía eléctrica" se refiere a la producción de energía eléctrica por cada usuario, mediante el uso de tecnologías con un elevado ahorro energético que hacen posible utilizar la energía facilitada por fuentes renovables, como el sol y el viento.

Un sector en constante evolución es, por lo tanto, el vinculado a la producción de energía eléctrica.

El uso de estas nuevas tecnologías vinculadas a las fuentes renovables se fomenta a través, por ejemplo, de incentivos estatales combinados con maneras específicas de gestionar la energía producida.

En particular, en Italia existe una política de incentivos para la producción de energía eléctrica a la que las personas físicas, jurídicas, organismos públicos, bloques de viviendas u oficinas tienen derecho. Debido a esta política de incentivos, la gestión calcula toda la energía producida por el equipo del usuario, y proporciona al productor un incentivo para la energía producida por un período de veinte años, el tamaño del cual varía en función del tipo y de la potencia del equipo.

Junto a los beneficios en relación con los incentivos para la producción de energía eléctrica está el que se origina de la gestión de esta energía. De hecho, la energía producida por el equipo de usuario, por ejemplo del tipo fotovoltaica, puede ser transferida a una red de distribución de energía eléctrica de tres maneras:

- medición neta: hay un reconocimiento, que por desgracia no es equilibrado, entre la energía adquirida a partir de la 50 distribución en red y la transferida a dicha red (contadas por los respectivos contadores) ; el procedimiento se lleva a efecto con una devolución, casi siempre parcial, a partir de la gestión de las facturas ya pagadas;

- transferencia total de la energía: la energía producida por el usuario se transfiere y se compensa a precios más altos en comparación con los precios del mercado, puesto que se deriva de fuentes de energía renovables;

-transferencia de la energía excedente en comparación con la que se consume: la cantidad de energía producida por el usuario pero no consumida instantáneamente, de ese modo se transfiere a la red.

Con respecto exclusivamente al autoconsumo de la energía, antes de la introducción de los incentivos estatales 60 hubo los llamados sistemas "independientes" del tipo que se muestra en la disposición esquemática de circuito de la figura 1, en la que toda la energía producida era consumida y posiblemente complementada por una alimentación de reserva.

La figura 1 muestra una pluralidad de equipos de usuario de tipo 1 de corriente alterna y una pluralidad de equipos 65 de usuario tipo 2 de corriente continua.

Estos equipos 1, 2 de usuario están conectados a través de interruptores respectivos 1a, 2a a respectivas ramas 4, 8 de usuario.

La rama 4 de usuario de las cargas de corriente alterna 1 está conectada, por medio de un conmutador 4a, a un inversor independiente 10 que funciona en aislamiento, dispuesto para transformar la corriente continua procedente de una fuente de energía renovable 12, tal como por ejemplo de un equipo fotovoltaico o eólico, en corriente alterna. La fuente 12 está conectada a un regulador 13 de carga, que a su vez está conectado de hecho al inversor independiente 10 que funciona en aislamiento. El regulador de carga 13 también está conectado directamente a los equipos de usuario de tipo 2 de corriente continua. Finalmente, una batería eléctrica 14, que tiene una tensión Vb, una tensión Vmin de carga mínima y una tensión VMAX de carga máxima, está conectada al regulador de carga 13.

En el sistema mostrado en la figura 1, toda la energía producida por la fuente 12 es consumida por los equipos 1, 2 de usuario. Si la fuente 12 no es capaz de alimentar, en un momento determinado en el tiempo, una cantidad de energía suficiente para abastecer correctamente los equipos de usuario, el regulador 13 de carga toma la energía de la batería 14. De hecho, los equipos de usuario 1, 2 tienen que ser alimentados, de una manera de por sí conocida, con corrientes y tensiones que tienen un valor nominal predeterminado, o si no el correcto funcionamiento y la integridad de las mismas no están garantizados. Si ni la fuente 12 ni la batería 14 son capaces de alimentar estas corrientes y tensiones nominales, el regulador 13 de carga interrumpe la alimentación de energía.

Para estos tipos de sistemas, no existe ninguna disposición de ayudas estatales.

Para poder beneficiarse de los incentivos estatales, los equipos tienen que poseer requisitos particulares, tales como por ejemplo los relacionados con el funcionamiento en paralelo con la red de distribución, y no en aislamiento, aprovechando inversores específicos llamados inversores conectados de red eléctrica, como se muestra en la disposición esquemática de circuito de la figura 2.

En esta figura, equipos de usuario de corriente alterna de tipo 1 están conectados, a través de la respectiva rama 4 de usuario y el interruptor 4a asociado, a un contador 16 de energía intercambiada, por medio de un interruptor 16a. El contador 16 de energía intercambiada está a su vez conectado a una red 18 de distribución de energía eléctrica, por ejemplo una red de BT o MT, con distribución trifásica o de una sola fase, etc.

Como alternativa o además de los equipos de usuario de la corriente alterna de tipo 1, existen los equipos de usuario de corriente continua, que se proporcionan, en la rama 4 de usuario, con los transformadores asociados dispuestos para transformar la corriente alterna que fluye en la rama 4 de usuario en correspondiente corriente continua. Esto se hace cuando no es posible conectar directamente los equipos de usuario de corriente continua a la fuente 12 (como ocurría en el circuito de la figura 1) , ya que, de lo contrario, la energía producida por la fuente 12 y usada por estos equipos no contaría para los fines del incentivo del estado, como se describe en el presente documento.

La fuente 12 está, de este modo, conectada a un inversor 20 que funciona en paralelo con la red, la cual está, a su vez, conectada a un contador 22 de energía producida dispuesto exactamente para contar toda la energía producida por la fuente 12. La fuente 12, el inversor paralelo 20 y el contador 22 de energía producida están dispuestos en una rama 24 de 24 dispuesta para ser conectada, por medio de un interruptor 24a, al contador 16 de energía y a la red 18.

El inversor paralelo 20, de una manera de por sí conocida, permite que la corriente fluya desde la fuente 12 hacia el contador 22 de energía producida sólo cuando la red 18 de distribución está conectada a dicha fuente 12, es decir, cuando... [Seguir leyendo]

 


Reivindicaciones:

1. Circuito para acumular energía eléctrica producida por una fuente (12) de energía renovable, estando dicho circuito dispuesto para ser conectado a una red (18) de distribución de energía, comprendiendo el circuito:

- una rama (4) de usuario, que comprende equipos (1) de usuario dispuestos para ser alimentados con energía, dispuestos para ser conectados en paralelo a la red (18) ;

- una rama (24) de alimentación, dispuesta para ser conectada en paralelo a la red (18) , incluyendo una fuente (12) 10 renovable de energía y un inversor (20) funcionando en paralelo con la red (18) , conectado a la fuente (12) ;

- una unidad (28) de control conectada a dicha rama (24) de alimentación y a dicha rama (4) de usuario y dispuesta para gestionar la alimentación de energía a los equipos (1) de usuario;

-medios (29a, 29b) de medición conectados a la unidad (28) de control y dispuestos para medir respectivamente la potencia aparente producida (SA) producida por la fuente (12) y la potencia aparente usada (SB) usada por los equipos (1) de usuario;

- un sensor (38) conectado a la unidad (28) de control y dispuesto para indicar si la fuente (12) está disponible o no.

20. una rama (30) de reserva, dispuesta para ser conectada a la rama (4) de usuario, comprendiendo un dispositivo (14) de acumulación de energía, estando dispuesta dicha rama (30) de reserva para alimentar, a los equipos (1) de usuario, energía de reserva para su alimentación;

-un primer regulador (32) de carga conectado al dispositivo (14) de acumulación de energía y dispuesto para ser conectado a la rama (4) de usuario para cargar el dispositivo (14) de acumulación de energía;

estando el circuito caracterizado porque la rama (30) de reserva comprende adicionalmente un inversor independiente (10) que funciona en aislamiento. 30

2. Circuito de acuerdo con la reivindicación 1, que comprende además un segundo regulador (13) de carga conectado al dispositivo (14) de acumulación de energía y dispuesto para ser conectado a la fuente (12) para cargar el dispositivo (14) de acumulación de energía.

3. Circuito de acuerdo con la reivindicación 1 o 2, que comprende adicionalmente un contador (16) de energía intercambiada, conectado entre la red (18) y la rama (24) de alimentación y la rama (4) de usuario, estando dispuesto dicho contador (16) de energía intercambiada para contar la energía tomada de la red (18) .

4. Circuito de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones precedentes, que comprende adicionalmente un contador (22) de energía producida conectado entre el inversor (20) , que funciona en paralelo con la red (18) , y la red (18) , dispuesto para contar la energía producida por la fuente (12) .

5. Circuito de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones precedentes, que comprende además un rectificador (34) colocado entre el primer regulador (32) de carga y la rama (4) de usuario, dispuesto para rectificar la corriente 45 que fluye desde la rama (4) de usuario hacia el primer regulador (32) de carga.

6. Método para acumular la energía eléctrica producida por una fuente de energía renovable que comprende los pasos de:

-proporcionar un circuito de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones precedentes;

- adquirir, del sensor (38) , datos indicativos de la disponibilidad de la fuente (12) ;

- adquirir, del primer regulador (32) de carga, datos indicativos de la disponibilidad y el nivel de carga del dispositivo 55 (14) de acumulación de energía;

- medir la potencia aparente producida (SA) y la potencia aparente usada (SB) ;

- alimentar energía a los equipos (1) de usuario desde la fuente (12) o la red (18) o el dispositivo (14) de 60 acumulación de energía en base a la disponibilidad de la fuente (12) y/o la disponibilidad del dispositivo (14) de acumulación de energía;

- cargar el dispositivo (14) de acumulación de energía, si el dispositivo (14) de acumulación de energía no está completamente cargado, si la diferencia entre la potencia aparente producida (SA) y la potencia aparente usada (SB) 65 es mayor que cero y si la fuente (12) está disponible.

7. Método de acuerdo con la reivindicación 6, en el que el paso de proporcionar energía a los equipos (1) de usuario comprende los pasos de:

- proporcionar energía desde la fuente (12) a través de la rama (24) de alimentación y la rama (4) de usuario si la 5 fuente está disponible;

- alimentar energía desde el dispositivo (14) de acumulación de energía a través de la rama (30) de reserva si la fuente no está disponible y el dispositivo (14) de acumulación de energía está al menos parcialmente cargado;

-alimentar energía desde la red (18) a través de la rama (4) de usuario si la fuente (12) y el dispositivo (14) de acumulación de energía no están disponibles.

8. Procedimiento de acuerdo con la reivindicación 6, en el que el paso de cargar el dispositivo (14) de acumulación de energía comprende los pasos de:

- cargar el dispositivo (14) de acumulación de energía a través del primer regulador (32) de carga si la red (18) está disponible;

- cargar el dispositivo (14) de acumulación de energía a través del segundo regulador (13) de carga si la red (18) no 20 está disponible.


 

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