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1. WO2020115339 - SISTEMA DE ALMACENAMIENTO DE ENERGÍA

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SISTEMA DE ALMACENAMIENTO DE ENERGÍA

DESCRIPCIÓN

OBJETO DE LA INVENCIÓN

Es objeto de la presente invención, tal y como el título de la invención establece, un sistema de almacenamiento de energía, particularmente energía potencial, para una posterior liberación y generación de energía en el momento más adecuado.

Caracteriza a la presente invención la especial configuración y diseño de todos y cada uno de los elementos que forman parte del sistema de manera que dispuestos conjuntamente permiten conseguir un sencillo y eficaz sistema de almacenamiento de energía en forma de energía potencial, siendo posible después su aprovechamiento en la generación de energía eléctrica liberando la energía potencial acumulada.

Por lo tanto, la presente invención se circunscribe dentro del ámbito de la energía, y particularmente de entre los sistemas de almacenamiento de energía eléctrica.

ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN

En el contexto actual de incremento de generación de energías limpias uno de los problemas que conlleva este tipo de energía es que dichos sistemas pueden estar generando en un momento dado un exceso de energía, por lo que se hace necesario poder almacenar la energía generada en exceso respecto del consumo con objeto de que pueda ser posteriormente liberada y servir para la generación de energía eléctrica.

Por lo tanto, es objeto de la presente invención desarrollar un sistema que permita superar los inconvenientes derivados del exceso de producción de energía respecto del consumo, fundamentalmente debido a las energías renovables, desarrollando un sistema como el que a continuación se describe y queda recogido en lo esencial en la reivindicación primera.

DESCRIPCIÓN DE LA INVENCIÓN

Es objeto de la presente invención un sistema de almacenamiento de energía basado en la ley de la conservación de la energía Se trata de utilizar un motor eléctrico que convierta la energía eléctrica (independientemente de la fuente de generación) en energía potencial. Esto se hace mediante un mecanismo de elevación de pesos en vertical, en la que cuanta más energía queramos almacenar, más peso o más distancia habremos de elevar.

Una vez elevado el/los peso/s a la altura que nos genere el motor, se anclará dicho peso para evitar la pérdida de dicha energía potencial, sin coste de energía, al tratarse de un anclaje mecánico. Para recuperar dicha energía y transformarla en energía eléctrica, no necesitaremos más que un alternador (más transformador si deseamos almacenarla en una batería) para volcarla a la red, o una dinamo. Al soltar el peso, la energía potencial se irá convirtiendo en energía cinética que nos moverá dicha dinamo/alternador, el cual a su vez nos generará de nuevo energía eléctrica en el formato deseado.

Este sistema no tiene más pérdida, que la eficiencia que tengan los motores y dinamos/alternadores que utilicemos, ya que no existe pérdida de masa y el rozamiento producido es mínimo, con lo que la disipación de energía en forma de calor también ha de ser despreciable.

Por lo tanto el sistema busca poder realizar el almacenamiento en forma de Energía potencial a partir de Energía eléctrica, para ello se utilizará un motor eléctrico para elevar unos pesos y una dinamo o alternador para aprovechar la energía cinética de bajada y convertirla en electricidad de nuevo.

Para ello utilizaremos un sistema de poleas mediante el cual podremos ¡zar y bajar los pesos seleccionados para el almacenaje y producción de energía. Estos pesos se izarán y bajarán mediante cables que se conectarán a uno u otro motor en función de la necesidad y a través de una centralita programada. Cada motor embragará o desembragará con los cables de grúa siguiendo las directrices de dicha centralita, la cual almacenará la posición de los pesos en cada momento.

El sistema comprende un motor eléctrico y una dinamo o alternador asociados a través de un mecanismo que permite la elevación de pesos o el descenso y por lo tanto la transformación de energía potencial en energía eléctrica.

El descenso y elevación se produce mediante unas poleas asociadas con unos cables de tracción y suspensión en cuyos extremos tienen unos mecanismos de elevación que discurren por el interior de unas guías alojadas en el interior de un armazón en cuyo interior hay una serie de pesos.

Los mecanismos de elevación consisten en unas piezas ( articuladas accionadas por unos vástagos o bien mediante un cable de tracción que producen la basculación y giro de las mismas bajo unos pesos, de modo que basculados y accionados los cables de elevación por el motor eléctrico producen la elevación de los pesos en asociación con unos pernos basculantes y unos soportes plegables montados en las paredes del armazón y que solamente pueden plegarse verticalmente en sentido ascendente.

Gracias a los elementos descritos y su disposición particular se consigue una pila de almacenamiento de energía duradera, barata y fácilmente reparable. No requiere de materiales escasos para su fabricación y se puede implementar conjuntamente con cualquier sistema de producción eléctrica, ya sea doméstico o industrial. La mayoría de los materiales para su fabricación son fácilmente transportables, incluso a localizaciones remotas, y los pesos se pueden incluso fabricar in situ con moldes al efecto.

Salvo que se indique lo contrario, todos los elementos técnicos y científicos usados en la presente memoria poseen el significado que habitualmente entiende un experto normal en la técnica a la que pertenece esta invención. En la práctica de la presente invención se pueden usar procedimientos y materiales similares o equivalentes a los descritos en la memoria.

A lo largo de la descripción y de las reivindicaciones la palabra“comprende” y sus variantes no pretenden excluir otras características técnicas, aditivos, componentes o pasos. Para los expertos en la materia, otros objetos, ventajas y características de la invención se desprenderán en parte de la descripción y en parte de la práctica de la invención.

EXPLICACION DE LAS FIGURAS

Para complementar la descripción que se está realizando y con objeto de ayudar a una mejor comprensión de las características de la invención, de acuerdo con un ejemplo preferente de realización práctica de la misma, se acompaña como parte integrante de dicha descripción, un juego de dibujos en donde con carácter ilustrativo y no limitativo, se ha representado lo siguiente.

En la figura 1 , podemos observar una representación esquemática conceptual del principio de funcionamiento del sistema de almacenamiento de energía.

En la figura 2, podemos observar un detalle de los medios de elevación de cada uno de los pesos.

En la figura 3 se muestra con más detalle los elementos que forman parte de los medios de elevación.

En la figura 4 se muestra cómo se produce la basculación de los tramos

intermedio y final de los medios de elevación.

En la figura 5 se muestra un medio alternativo de realización para la basculación de los mecanismos de elevación.

En la figura 6 se muestra la cara inferior de cada uno de los pesos.

En la figura 7 se muestra una representación en perspectiva de un peso y de los pernos basculantes asociados.

En la figura 8 se muestra la interacción entre los pesos, los pernos basculantes y unos soportes plegables.

En la figura 9 se muestra una vista en planta de la guía de los cables de elevación y descenso.

En la figura 10 una vista en alzado del armazón donde se muestran los diferentes soporte plegables que sirven de apoyo a los pesos en las diferentes alturas ganadas.

En la figura 11 se muestra el armazón donde se alojan los pesos y las guías alojadas dentro del armazón.

En la figura 12 se muestra una representación de los medios de descenso controlado empleados para la generación de energía a partir del descenso de los pesos.

En la figura 13 se muestra una representación del detalle de los pernos deslizantes por el interior de los pesos.

En la figura 14 se muestra una de las cadenas empleadas para el descenso controlado de los pesos.

En la figura 15 se muestra un detalle de la cadena y los extremos de los pernos deslizantes y su interacción.

REALIZACIÓN PREFERENTE DE LA INVENCIÓN.

A la vista de las figuras se describe seguidamente un modo de realización preferente de la invención propuesta.

En la figura 1 podemos observar que el sistema objeto de la invención comprende un motor eléctrico (1 ) y una dinamo o alternador (2) unidos mediante un conjunto de engranajes (11 ), estando la dinamo o alternador (2) conectado con un transformador (3) y éste con una batería (4).

El eje de salida del motor eléctrico (1 ) y de la dinamo (2) está unido a sendas poleas (6) que accionadas producen la elevación y descenso de unos cables

(7) en cuyos extremos finales hay dispuestos unos mecanismos de elevación

(8) que discurren a lo largo de unas guías (21 ) alojadas en el interior de un armazón (10) donde se alojan una serie de pesos (9).

En la figura 2 y en la figura 3 se puede observar que los mecanismos de elevación y descenso comprenden:

- Unos medios que eviten el giro de los mecanismos de elevación y descenso en su discurrir por el interior de las guías, que en una posible realización, que es la que se muestra en las figuras consiste en un prisma (8.4) de sección transversal rectangular y ligeramente inferior a las dimensiones de la guía (21 ) Alternativamente se podría emplear un cable plano o una cadena plana también, evitando los rebordes de las guías.

- Un primer tramo fijo (8.1 ) dispuesto a continuación del prisma (8.4).

- Un segundo tramo (8.2) dispuesto a continuación del primer tramo (8.1 ) y unido de manera articular con el primer tramo (8.1 ) mediante una primera articulación (14)

- Un tercer tramo (8.3) dispuesto a continuación del segundo tramo (8.2) y unido de manera articular con el segundo tramo (8.2) mediante una segunda articulación (15)

- Unos medios de accionamiento de los mecanismos de elevación.

En una primera realización los medios de accionamiento de los mecanismos de elevación comprenden:

- Un primer vástago (12) para apertura larga

- Un segundo vástago (13) para apertura corta

El mecanismo de elevación (8) funciona de manera que accionado el primer vástago (12) produce la basculación del segundo tramo (8.2) y del tercer tramo (8.3) a través de la primera articulación (14), mientras que si se produce el accionamiento del segundo vástago (13) se produce la basculación solamente del tercer tramo (8.3) por lo que a esta apertura se denomina apertura corta, frente a la otra que se le denomina apertura larga. La basculación de uno de los tramos (12), (13) se puede observar en la figura 4.

En la figura 5 se muestra una forma alternativa de accionamiento de los mecanismos de elevación, donde en lugar de utilizar un primer vástago (12) y un segundo vástago (13) se emplea un freno de tracción (16) que en lugar de presionar sobre el brazo basculante lo que hace es una fuerza de tracción, consiguiendo de esta manera las mismas aperturas (larga y corta) ya mencionadas.

En la figura 6 que muestra la parte inferior de cada uno de los pesos (9) se puede observar los pesos cuentan con unos orificios pasantes (9.1 ) de sección cuadrada por donde discurren las guías (21 ) y los prismas (8.4) de los mecanismos de elevación (8). Junto a dichos orificios (9.1 ) hay una primera muesca (9.2) que sirve para alojar el tercer tramo (8.3) en caso de apertura corta, y una segunda muesca (9.3) que sirve para alojar el segundo tramo (8.2) y el tercer tramo (8.3) en caso de apertura larga.

En el caso de apertura larga, es decir que el segundo tramo (8.2) y el tercer tramo (8.3) basculan, se produce la basculación de los pernos basculantes (17) respecto del punto de articulación (18), tal y como se puede ver en las figuras 7 y 8.

En la figura 8 se puede observar que producida la basculación del perno basculante (17) respecto del punto de articulación (18) en su elevación no interfiere con el soporte plegable (19).

Los soporte plegables (19) está fijados en las paredes del armazón (10) (figura 1 ) y solamente pueden plegarse hacia arriba de manera que si un peso (9) se apoya sobre dichos soportes plegable (19) soportan al peso (9).

En la figura 9 se muestra una vista en planta de la sección de las guías (21 ) que discurren por el interior del armazón (10) (figura 1 ), y que permiten el guiado sin giros de los mecanismos de elevación de los pesos (9), presentando dichas guías (21 ) una abertura central (22) de entrada y salida del mecanismo de elevación.

En las figuras 10 y 11 se muestran de forma conjunta los elementos anteriormente explicados, por un lado los soportes plegables (19), por otro lado las guías (21 ) dentro del armazón (10) y por otro lado los mecanismos de elevación (8).

El mecanismo de almacenamiento de energía objeto de la invención una vez tiene elevados los pesos puede producir la transformación de la energía potencial en energía eléctrica con tan solo liberar los pesos de sus puntos de apoyo. Dicha transformación de energía la puede hacer de manera libre sin control alguna con tan solo hacer caer los pesos que se deseen.

En las figuras 12 a 15 se muestra una realización alternativa a la realización anteriormente descrita que se caracteriza por contar con unos medios para poder realizar un descenso controlado de los pesos y por lo tanto de la generación de energía.

Los medios para el descenso controlado comprenden:

- Dos parejas de pernos deslizantes (22) que atravesando los pesos (9) van de lado a lado emergiendo por su extremos.

- cuatro juegos de cadenas (23) en las que cada uno de los extremos de los pernos deslizantes (22) se alojan.

Cada uno de los pernos deslizantes (22), tal y como se muestra en la figura 13, comprende en sus extremos unas partes regruesadas (22.1 ) y unas muescas de sección menor (22.2), de manera que dependiendo de la posición de los pernos respecto de los salientes (23.2) de las cadenas se produce el descenso o no .

Cada una de las cuatro cadenas (23) asociadas con cada uno de los extremos de los pernos deslizantes (22), tal y como se muestra en la figura 14, comprende una serie de dientes (23.1 ) que engranan con unos dientes (24.1 ) de una polea o rueda dentada (24), y además dichas cadenas (23) cuentan con una serie de salientes enfrentados (23.2) a modo de pernos.

En la figura 15 se puede observar cómo dichos salientes enfrentados (23.2) dejan entre ellos un espacio (25) que tiene una determinadas dimensiones que está en relación con la sección transversal de los pernos deslizantes (22), de manera que si están colocados de tal forma que la parte más delgada queden dentro de la cadena (23) no interfiere con los salientes (23.2), pero que sin embargo si dichos pernos deslizantes (22) están posicionados de manera que la parte más regruesada (22.1 ) queda en el espacio interior de las cadenas entonces los salientes (23.2) contactan con dichos salientes (23.2) y permiten realizan un descenso controlado de los pesos (9).

Descrita suficientemente la naturaleza de la presente invención, así como la manera de ponerla en práctica, se hace constar que, dentro de su esencialidad, podrá ser llevada a la práctica en otras formas de realización que difieran en detalle de la indicada a título de ejemplo, y a las cuales alcanzará igualmente la protección que se recaba, siempre que no altere, cambie o modifique su principio fundamental.