ES1304830U - Sistema de generación y optimización de gestión de energía eléctrica mediante paneles solares fotovoltaicos. - Google Patents

Abstract

Sistema de generación y optimización de gestión de energía eléctrica mediante paneles solares fotovoltaicos, sistema en el que participa una agrupación de paneles solares fotovoltaicos (1), cuya energía generada está destinada a inyectarse en una red eléctrica (18), incluyendo un regulador de carga (2), caracterizado por que a la salida del regulador de carga (2) se establece un inversor de corriente continua/alterna (4), que a través de un contactor (5) es susceptible de alimentar eléctricamente a al menos un compresor (8) asociado a un circuito de alimentación de uno o más depósitos (12) de almacenamiento de fluido a presión, depósitos que a su vez alimentan de forma controlada a al menos una turbina (15) vinculada a un generador eléctrico (17), conectado a la red de distribución eléctrica (18).

Description

DESCRIPCIÓN

Sistema de generación y optimización de gestión de energía eléctrica mediante paneles solares fotovoltaicos

SECTOR DE LA TÉCNICA

La presente invención se refiere a un sistema de generación y optimización de gestión de energía eléctrica mediante paneles solares fotovoltaicos, cuya evidente finalidad es optimizar el almacenamiento y gestión de la energía eléctrica generada por una instalación a base de paneles solares fotovoltaicos, en orden a adaptarse a las fluctuaciones de consumos y ofrecer una reserva de energía capaz de ser inyectada en la red incluso cuando no haya luz solar, evitando así la estacionalidad que presentan este tipo de dispositivos.

ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN

Son conocidos huertos solares que permiten transformar en energía eléctrica la energía solar, de manera que la energía generada se inyecta directamente a la red eléctrica.

Si bien existen instalaciones que incluyen acumuladores eléctricos que permiten ajustar el momento en que dicha energía generada se inyecta a la red, para poder, por ejempo adaptarse a diferentes niveles de consumo eléctrico, este tipo de acumuladores eléctricos suponen unos dispositivos muy caros que si bien pueden resultar rentables para pequeñas instalaciones, resultan inviables en instalaciones de gran potencia.

Así pues, en instalaciones solares de gran potencia no es posible acumular la energía generada en orden a optimizar/adecuar el suministro eléctrico generado a la demanda puntual variable, a lo que hay que añadir el evidente problema que supone la falta de disponibilidad de energía ante la ausencia de luz solar.

EXPLICACIÓN DE LA INVENCIÓN

El sistema de generación y optimización de gestión de energía eléctrica mediante paneles solares fotovoltaicos que se preconiza resuelve de forma plenamente satisfactoria la problemática anteriormente expuesta, en base a una solución sumamente eficaz, mucho mas económica que los sistemas que incluyen almacenamiento de energía en acumuladores eléctricos, siendo fácilmente escalable a cualquier potencia por muy elevada que sea ésta.

Para ello, partiendo de una instalación de paneles solares fotovoltaicos convencional, la invención centra sus características en el hecho de que incorpora un novedoso sistema de acumulación de la energía generada por dicha instalación, para poder optimizar su posterior consumo en aquellas horas en que la demanda sea máxima, horarios nocturnos, o momentos estratégicos en que se precise.

De forma más concreta, el sistema de acumulación de la energía eléctrica generada por los paneles solares fotovoltaicos consiste en una o más etapas de compresión en las que participan compresores preferentemente neumáticos que son alimentados por la instalación fotovoltaica, de manera que dicha energía eléctrica generada se transforma inicialmente en energía mecánica que es aprovechada para comprimir aire u otro fluido, que es conducido a través de unas conducciones hasta una serie de depósitos de aire/fluido comprimido en el que dicho aire/fluido se almacena a alta presión, y que es utilizado cuando se estime conveniente, sin ningún tipo de dependencia climatológica, para accionar a al menos una turbina, asociada a un alternador eléctrico, volviendo a transformar la energía mecánica en energía eléctrica.

A partir de esta estructuración se derivan las siguientes ventajas:

• Se consigue un sistema de almacenamiento de energía a base de depósitos de aire/fluido a alta presión, cuyo coste es sensiblemente menor que el de los acumuladores eléctricos.

• El almacenamiento de aire/fluido a presión permite accionar el alternador/generador incluso cuando no hay sol, ofreciendo así una reserva de funcionamiento, que será función del volumen de almacenamiento previsto.

El sistema así descrito permitirá adaptar el suministro de energía eléctrica para optimizar el coste variable de la energía eléctrica en función de las horas de consumo de la misma (horas punta/horas valle), siendo fácilmente escalable en función del número de paneles solares fotovoltaicos que participen en la instalación.

BREVE DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS

Para complementar la descripción que seguidamente se va a realizar y con objeto de ayudar a una mejor comprensión de las características del invento, de acuerdo con un ejemplo preferente de realización práctica del mismo, se acompaña como parte integrante de dicha descripción, un plano en donde con carácter ilustrativo y no limitativo, se ha representado lo siguiente:

La figura 1.- Muestra una vista esquemática de un sistema de generación y optimización de gestión de energía eléctrica mediante paneles solares fotovoltaicos realizado de acuerdo con el objeto de la presente invención.

REALIZACIÓN PREFERENTE DE LA INVENCIÓN

A la vista de la figura reseñada, puede observarse como el sistema de generación y optimización de gestión de energía eléctrica de la invención parte de una instalación de paneles solares fotovoltaicos (1), cuya energía generada está destinada a inyectarse en una red eléctrica (18).

La instalación alimentará a un regulador de carga (2), que puede estar opcionalmente asistido por una batería (3) de escasa capacidad, por cuanto que su finalidad es estabilizar el voltaje de salida de la instalación en caso de fluctuaciones en el suministro eléctrico, pero no almacenar dicha energía que, como se verá seguidamente se utilizará para comprimir aire.

De forma más concreta, a la salida de la batería (3) se establece un inversor de corriente continua/alterna (4), tras el que se dispone un contactor (5) encargado de conectar y desconectar el circuito de alimentación de un compresor (8) que define una primera etapa de compresión en donde el aire se comprime hasta 20 Kg/cm2, para hacerse pasar a través de un equipo secador (9), y alimentar seguidamente un segundo compresor (10) que define una segunda etapa de compresión a alta presión de 300 a 1000 Kg/cm2.

Esta segunda etapa de compresión alimenta a una pluralidad de depósitos (12) de aire/fluido a alta presión, por medio de un circuito (13) de alimentación, que a través de una o más válvulas anti-retorno (11) alimenta a dichos depósitos (12).

Estos depósitos a su vez pueden alimentar a través de un circuito (13’) controlado por una o más electroválvulas (14) una turbina (15) cuyo eje acciona a través de la correspondiente transmisión (16), si es que ésta fuera necesaria, un generador eléctrico (17), conectado a la red de distribución eléctrica (18).

Los depósitos (12) estarán asistidos por presostatos (19) y válvulas de seguridad (20) que impidan sobrepasar cierto nivel máximo de presión, estando el presostato conectado con el contactor (5) en orden a permitir cortar el suministro de energía en caso de alcanzar el límite de capacidad de almacenamiento de aire a presión de los depósitos (12).

Llegados a este punto de máxima capacidad de los depósitos (12) de acumulación de aire o fluido a presión, a través de un segundo contactor (5’) la instalación fotovoltaica se conectará directamente a la red eléctrica (18) a través de una conducción (18’) que estaría asistida por un inversor de corriente continua/alterna, no representado en las figuras.

Este equipo inversor, podría opcionalmente ser el que alimente directamente las etapas de compresión y secado.

Así pues, el contactor (5) conectaría el sistema preferentemente durante las horas valle, desde el control de la instalación del huerto solar, en orden a optimizar los costes en los consumos eléctricos, con la prioridad de desconexión del presostato (19).

Por su parte, a la entrada del compresor (8) se establecerá un filtro de partículas (6) y un filtro secador (7), cuando el fluido de trabajo sea aire, pudiéndose utilizar otros fluidos, en cuyo caso se establecerá un circuito cerrado entre la salida (21) de la turbina (15) y la entrada del primer compresor (8).

A partir de esta estructuración se consigue poder accionar de forma continua el generador eléctrico (17) en virtud de las reservas de fluido a presión de que se disponga, cuando no tengamos sol. La electricidad generada en la salida del generador eléctrico (17) pasaría a La red de vertido eléctrico general (18).

Claims (1)

1. REIVINDICACIONES

   1ª.- Sistema de generación y optimización de gestión de energía eléctrica mediante paneles solares fotovoltaicos, sistema en el que participa una agrupación de paneles solares fotovoltaicos (1), cuya energía generada está destinada a inyectarse en una red eléctrica (18), incluyendo un regulador de carga (2), caracterizado por que a la salida del regulador de carga (2) se establece un inversor de corriente continua/alterna (4), que a través de un contactor (5) es susceptible de alimentar eléctricamente a al menos un compresor (8) asociado a un circuito de alimentación de uno o más depósitos (12) de almacenamiento de fluido a presión, depósitos que a su vez alimentan de forma controlada a al menos una turbina (15) vinculada a un generador eléctrico (17), conectado a la red de distribución eléctrica (18).

   2ª.- Sistema de generación y optimización de gestión de energía eléctrica mediante paneles solares fotovoltaicos según reivindicación 1a, caracterizado por que en la instalación se definen dos etapas de compresión, una primera etapa de compresión en la que participa un compresor (8) en donde el aire se comprime hasta 20 Kg/cm2, para hacerse pasar a través de un equipo secador (9), y alimentar seguidamente un segundo compresor (10) que define una segunda etapa de compresión a alta presión de 300 a 1000 Kg/cm2.

   3ª.- Sistema de generación y optimización de gestión de energía eléctrica mediante paneles solares fotovoltaicos según reivindicación 1a, caracterizado por que cuando el fluido de trabajo del compresor (8) es aire, a la entrada del compresor (8) se establece un filtro de partículas (6) y un filtro secador (7).

   4ª.- Sistema de generación y optimización de gestión de energía eléctrica mediante paneles solares fotovoltaicos según reivindicación 1a, caracterizado por que cuando el fluido de trabajo del compresor (8) no es aire, se establece un circuito cerrado entre la salida (21) de la turbina (15) y la entrada del primer compresor (8).

   5ª.- Sistema de generación y optimización de gestión de energía eléctrica mediante paneles solares fotovoltaicos según reivindicación 1a, caracterizado por que el circuito de alimentación de los depósitos (12) por el compresor (8) incluye al menos una válvula anti retorno (11).

   6ª.- Sistema de generación y optimización de gestión de energía eléctrica mediante paneles solares fotovoltaicos según reivindicación 1a, caracterizado por que el circuito de alimentación de los depósitos (12) por el compresor (8) incluye medios de seguridad tales como presostatos (19) y válvulas de seguridad (20), estando el presostato (19) conectado al contactor (5) de alimentación eléctrica de las etapas de compresión.

   7ª.- Sistema de generación y optimización de gestión de energía eléctrica mediante paneles solares fotovoltaicos según reivindicación 1a, caracterizado por que el circuito de alimentación de la turbina (15) incluye al menos una electroválvula (14) de control.