ES1305924U - Instalación generadora de energía renovable para la obtención de hidrógeno. - Google Patents

Abstract

Instalación generadora de energía renovable para la obtención de hidrógeno, caracterizada por que está constituida a partir de al menos un compresor (2) que a través de una estructura de anclaje al fondo marino (12) queda dispuesto bajo el mar a una profundidad (3) en la que exista una corriente marina, compresor (2) asociado a un rotor hidráulico (8) accionable por dicha corriente marina y que cuenta con una tubería de admisión (5) que se prolonga superiormente por encima del nivel del mar, definiendo un medio de aspiración de aire a presión atmosférica, contando dicho compresor con una tubería (11) de salida de aire comprimido que alimenta a un depósito (6) de aire presurizado, depósito (6) de aire a presión que alimenta a una turbina (9) asociado a un alternador eléctrico mediante el que se genera electricidad, y que a través de los correspondientes cables (13-14) eléctricos se conecta respectivamente al ánodo (17) y al cátodo (16) de una cuba (18) de electrolisis, cuba susceptible de rellenarse con agua de mar (15), incluyendo dicha cuba al menos medios para la conducción y almacenamiento del hidrógeno generado hacia uno o más depósitos de almacenamiento de hidrógeno (20).

Description

DESCRIPCIÓN

Instalación generadora de energía renovable para la obtención de hidrógeno

SECTOR DE LA TÉCNICA

La presente invención se refiere a una instalación generadora de energía renovable para la obtención de hidrógeno, más comúnmente conocido como “hidrógeno verde”,

El objeto de la invención es por tanto proporcionar unos medios ecológicos, no contaminantes que aprovechen la energía cinética de las corrientes marinas para generar hidrógeno, utilizable como combustible que no emite dióxido de carbono a la atmósfera.

El objeto de la invención es por tanto doble, ya que por un lado permite generar energía de forma sostenible e ilimitada, y por otro aprovechar dicha energía generada para obtener combustibles ecológicos.

ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN

Como es sabido, el uso de combustibles fósiles supone un problema ecológico acuciante, debido a las emisiones de CO<2>y otros gases contaminantes a la atmósfera que, generan entre otros problemas, un efecto invernadero que afecta no solo a la salud, sino al propio clima, siendo cada vez mayores las restricciones en el uso de este tipo de combustibles.

Tratando de obviar esta problemática, es conocido el uso de hidrógeno como alternativa a los combustibles fósiles, ya que este en su combustión genera agua, en vez de CO<2>.

El proceso para obtención de hidrógeno se conoce como electrolisis, para el cual es necesario una corriente eléctrica que descompone el agua en hidrógeno y oxígeno.

El problema fundamental es que dicha corriente eléctrica a utilizar puede venir de cualquier tipo de suministro eléctrico, entre los que se encuentran mayoritariamente las centrales térmicas,de gas, carbón, nucleares, etc, con lo que al igual que ocurre con los vehículos eléctricos, el daño ecológico ya está causado en la generación de dicha electricidad.

A mayor abundamiento, este consumo de electricidad supone unos costes económicos que redundan muy negativamente en el precio del hidrogeno obtenido, de manera que la única solución económica y ecológica es asociar este tipo de instalación a un sistema de generación del tipo de los denominados “energías renovables”, como pueden ser aerogeneradores o instalaciones a base de placas solares fotovoltaicas.

El problema que presentan este tipo de instalaciones es la alta dependencia a los factores atmosféricos, ya que no siempre sopla el viento, y las placas solares no funcionan de noche o con tiempo muy nublado, por lo que en rendimiento de estas instalaciones deja mucho que desear.

EXPLICACIÓN DE LA INVENCIÓN

La instalación que se preconiza resuelve de forma plenamente satisfactoria la problemática anteriormente expuesta, en base a una solución sumamente eficaz, 100% ecológica, y con apenas fluctuaciones en su rendimiento, ya que se basa en el aprovechamiento de las corrientes marinas, las cuales presentan un flujo relativamente constante en el tiempo, pudiéndose aprovechar las 24 horas del día, los 365 días del año.

Para ello, y de forma más concreta, la instalación de la invención consiste en un compresor que se acciona a través de un rotor hidráulico en el que participan una serie de álabes que se disponen perpendicularmente a la corriente marina, para lo cual el compresor descansará sobre una estructura de sustentación sobre el fondo marino, convenientemente estabilizada.

El compresor incluirá una tubería que se extenderá superiormente hasta sobrepasar el nivel del mar, definiendo una entrada de aire para dicho compresor, aire que es comprimido por dicho compresor y es conducido hacia un depósito de almacenamiento.

Este depósito de almacenamiento podrá indistintamente estar situado bajo el mar, próximo al nivel del mismo o bien a nivel de tierra, sin que ello afecte a la esencia de la invención.

En cualquier caso, este depósito de aire comprimido se utiliza para alimentar una turbina asociada a un alternador eléctrico que permite generar electricidad a partir de dicho flujo de aire comprimido aportado por el compresor gracias al aprovechamiento de la energía cinética ilimitada de las corrientes marinas.

A partir de esta estructuración, la energía eléctrica generada por el alternador, completamente limpia e inagotable, se utiliza para alimentar un equipo de electrolisis, que estará instalado en las inmediaciones de la instalación y que se encargará de transformar agua en hidrógeno y oxígeno, siendo el primero debidamente envasado en depósitos a presión, mientras que el oxígeno, podrá aprovecharse o emitirse al ambiente, por no ser un elemento contaminante.

La instalación así descrita presenta la particularidad de que el reactor de electrolisis se puede alimentar directamente con el agua del mar, siendo sabido que el agua salada tiene una mayor conductividad térmica, lo que mejora el rendimiento del reactor y además evita el tener que consumir agua dulce, cada vez más escasa.

Se consigue de esta manera una instalación totalmente ecológica, fiable, inagotable y con un alto rendimiento energético.

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 juego de planos en donde con carácter ilustrativo y no limitativo, se ha representado lo siguiente:

La figura 1.- Muestra una vista esquemática y en perfil de una instalación generadora de energía renovable para la obtención de hidrógeno realizada de acuerdo con el objeto de la presente invención.

REALIZACIÓN PREFERENTE DE LA INVENCIÓN

A la vista de la figura reseñada, puede observarse como la instalación de la invención está destinada a implantarse en el mar (1), concretamente a una profundidad (3) en la que el flujo de corrientes marinas sea máximo, en orden a optimizar la energía cinética del agua.

Tal y como se puede ver en la figura 1, en la zona de máximo flujo de la corriente marina se instala un compresor (2) dispuesto sobre la correspondiente estructura de anclaje al fondo marino (12), asociado a un rotor hidráulico (8) en el que sus álabes se disponen perpendicularmente a la corriente marina, si bien no se descartan otras configuraciones habituales en la hidráulica, como pueden ser el uso de una noria circular tangente a dicho flujo, o rotores de eje vertical.

Este dispositivo podría incorporar medios de auto-orientación en caso de que dicha corriente variara, si bien este tipo de corrientes suelen ser relativamente constantes.

En cualquier caso, el compresor (2) incluirá una tubería de admisión (5) que se prolonga superiormente por encima del nivel del mar, como medio de aspiración de aire a presión atmosférica.

A la salida del compresor se establece una tubería (11) de aire comprimido que alimenta a un depósito (6) en el que el aire queda presurizado, depósito que en el ejemplo de realización está sumergido en el agua, incluyendo un sistema de anclaje (4), pero que bien podría estar en tierra, sin que ello afecte a la esencia de la invención.

Este depósito podría estar asistido por una malla (10) que evite la entrada de peces y objetos en flotación.

En cualquier caso, y de acuerdo con otra de las características de la invención, se ha previsto que el depósito (6) de aire a presión alimente a una turbina (9) asociada a un alternador eléctrico mediante el que se genera electricidad.

La energía eléctrica generada se transporta a través de una pareja de cables (13-14) que se conectan respectivamente al ánodo (17) y al cátodo (16) de una cuba (18) de electrolisis, cuba que se rellena de agua de mar (15) y que incluye la clásica membrana (19) separadora, de modo que por el propio proceso de electrolisis, en agua de mar se descompone en el ánodo (17) en hidrógeno, y en el cátodo (16) en oxígeno, de modo que el hidrógeno generado se reconduce hasta un depósito de almacenamiento de hidrógeno (20), y el oxígeno puede ser expulsado al ambiente, o si las circunstancias lo requirieran, podría ser igualmente almacenado para su uso en otras aplicaciones.

Claims (1)

1. REIVINDICACIONES

   1§.- Instalación generadora de energía renovable para la obtención de hidrógeno, caracterizada por que está constituida a partir de al menos un compresor (2) que a través de una estructura de anclaje al fondo marino (12) queda dispuesto bajo el mar a una profundidad (3) en la que exista una corriente marina, compresor (2) asociado a un rotor hidráulico (8) accionable por dicha corriente marina y que cuenta con una tubería de admisión (5) que se prolonga superiormente por encima del nivel del mar, definiendo un medio de aspiración de aire a presión atmosférica, contando dicho compresor con una tubería (11) de salida de aire comprimido que alimenta a un depósito (6) de aire presurizado, depósito (6) de aire a presión que alimenta a una turbina (9) asociado a un alternador eléctrico mediante el que se genera electricidad, y que a través de los correspondientes cables (13-14) eléctricos se conecta respectivamente al ánodo (17) y al cátodo (16) de una cuba (18) de electrolisis, cuba susceptible de rellenarse con agua de mar (15), incluyendo dicha cuba al menos medios para la conducción y almacenamiento del hidrógeno generado hacia uno o más depósitos de almacenamiento de hidrógeno (20).

   2§.- Instalación generadora de energía renovable para la obtención de hidrógeno, según reivindicación 1§, en donde el depósito (6) de aire comprimido se sitúa bajo el mar, asistido por un sistema de anclaje (4).

   3§.- Instalación generadora de energía renovable para la obtención de hidrógeno, según reivindicación 1§, en donde el depósito (6) de aire comprimido se sitúa sobre tierra.

   4§.- Instalación generadora de energía renovable para la obtención de hidrógeno, según reivindicación 1§, en donde la cuba de electrolisis incluye medios para la conducción y almacenamiento del oxígeno generado hacia uno o más depósitos de almacenamiento de oxígeno.