ITBO20130188A1

ITBO20130188A1 - DEVICE FOR THE GENERATION OF ELECTRICAL ASSISTANCE OR EMERGENCY ENERGY FOR ELECTRICAL SYSTEMS WITH THE USE OF VEHICLES

Info

Publication number: ITBO20130188A1
Application number: IT000188A
Authority: IT
Inventors: Francesco Maria Vespasiani
Original assignee: Francesco Maria Vespasiani
Priority date: 2013-04-26
Filing date: 2013-04-26
Publication date: 2014-10-27

Description

“DISPOSITIVO PER LA GENERAZIONE DI ENERGIA ELETTRICA DI AUSILIO O EMERGENZA PER IMPIANTI ELETTRICI CON L’UTILIZZO DI VEICOLI ” "DEVICE FOR THE GENERATION OF ELECTRIC ENERGY FOR AID OR EMERGENCY FOR ELECTRICAL SYSTEMS WITH THE USE OF VEHICLES"

DESCRIZIONE DELL'INVENZIONE DESCRIPTION OF THE INVENTION

La presente invenzione si inquadra nel settore tecnico relativo ai sistemi per la produzione di energia elettrica. The present invention is part of the technical sector relating to systems for the production of electrical energy.

In particolare l’invenzione riguarda un metodo e un dispositivo per la generazione di energia elettrica utilizzabile quale ausilio per impianti elettrici domestici, per ufficio o altri, ad esempio in caso di improvvisa mancanza di alimentazione dalla rete elettrica, o comunque dal sistema di generazione principale. In particular, the invention relates to a method and a device for generating electricity that can be used as an aid for domestic, office or other electrical systems, for example in the event of a sudden power failure from the electrical network, or in any case from the main generation system. .

E’ noto che qualunque impianto elettrico, al quale è collegata o collegabile una pluralità di utilizzi o carichi, necessita di una idonea sorgente di alimentazione per poter funzionare correttamente. La sorgente è costituita, nella maggior parte dei casi, da un collegamento alla rete di distribuzione di energia elettrica, fornita in Italia in corrente alternata alla tensione di 230V. It is known that any electrical system, to which a plurality of uses or loads is connected or connectable, requires a suitable power source in order to function properly. The source consists, in most cases, of a connection to the electricity distribution network, supplied in Italy in alternating current at a voltage of 230V.

In casi particolari la sorgente può essere costituita da un generatore autonomo, di solito un gruppo elettrogeno azionato da un motore a scoppio, oppure un impianto di generazione da energia rinnovabile, ad esempio fotovoltaico o eolico, provvisto di una idonea capacità di accumulo. In particular cases, the source can consist of an autonomous generator, usually a generator set driven by an internal combustion engine, or a renewable energy generation plant, for example photovoltaic or wind power, equipped with a suitable storage capacity.

Alcuni utenti per i quali la continuità di erogazione della sorgente è fondamentale, come ad esempio gli ospedali, sono provvisti di gruppi elettrogeni di emergenza, atti a intervenire, in modo automatico o con attivazione manuale, in assenza della sorgente di erogazione principale. Some users for whom the continuity of supply of the source is essential, such as hospitals, are equipped with emergency generators, able to intervene, automatically or with manual activation, in the absence of the main supply source.

In ogni caso è sempre possibile che la sorgente principale non sia temporaneamente disponibile, per un guasto nella rete di distribuzione, per un sovraccarico del sistema di generazione di energia che alimenta la rete, o per qualsiasi altro motivo. In questo caso gli utenti non provvisti di gruppo elettrogeno autonomo sono costretti a fare a meno di tutti i dispositivi che fanno uso dell’elettricità, il che crea evidenti disagi e inconvenienti, e può causare anche danni di varia entità, soprattutto se l’assenza di corrente si protrae per lungo tempo. In any case, it is always possible that the main source is temporarily unavailable, due to a fault in the distribution network, due to an overload of the power generation system that feeds the network, or for any other reason. In this case, users without an autonomous generator are forced to do without all devices that make use of electricity, which creates obvious inconvenience and inconvenience, and can also cause damage of various degrees, especially if the absence current goes on for a long time.

I disagi sono evidenti in modo particolare per impianti elettrici domestici, di uffici o di piccole attività produttive. The inconveniences are particularly evident for domestic electrical systems, offices or small production activities.

Una soluzione che consenta di attenuare questo tipo di inconveniente può essere costituita dall’installazione del sopra citato gruppo elettrogeno. A solution that allows to mitigate this type of inconvenience can be constituted by the installation of the aforementioned generator.

Tale soluzione presenta tuttavia inconvenienti di altro genere. In primo luogo l’acquisto e l’installazione di un gruppo elettrogeno comportano costi rilevanti, e inoltre è necessario trovare una sistemazione adatta all’utilizzo di un motore a scoppio. Inoltre, per rimanere in stato di efficienza un gruppo elettrogeno richiede interventi di manutenzione periodici, soprattutto per quel che riguarda il motore. Deve essere mantenuta, nel serbatoio e di scorta, una quantità di carburante sufficiente a consentirne il funzionamento per un periodo di tempo ragionevole. Se il gruppo elettrogeno non viene utilizzato per lungo tempo il carburante stesso deve essere periodicamente sostituito con carburante fresco, per evitare problemi all’accensione e per conservare l’efficienza del motore. Infine, un ulteriore inconveniente da considerare è dato dal rumore che il motore a scoppio produce durante il funzionamento. However, this solution has drawbacks of another kind. First of all, the purchase and installation of a generator involves significant costs, and it is also necessary to find suitable accommodation for the use of an internal combustion engine. Furthermore, in order to remain in a state of efficiency, a generator requires periodic maintenance interventions, especially as regards the engine. Sufficient fuel must be kept in the tank and in reserve to allow it to function for a reasonable period of time. If the generator is not used for a long time, the fuel itself must be periodically replaced with fresh fuel, to avoid ignition problems and to maintain engine efficiency. Finally, a further drawback to be considered is given by the noise that the internal combustion engine produces during operation.

Uno scopo dell’invenzione è quello di proporre un dispositivo per la generazione di energia elettrica in grado di costituire una sorgente di alimentazione ausiliaria per un impianto fisso, o in alcuni casi la sorgente di alimentazione principale, in grado di risolvere gli inconvenienti sopra descritti. One purpose of the invention is to propose a device for generating electricity capable of constituting an auxiliary power source for a fixed system, or in some cases the main power source, capable of solving the drawbacks described above.

Un altro scopo dell’invenzione è quello di proporre un dispositivo per la generazione di energia elettrica in grado di sfruttare dispositivi di potenza meccanica o elettrica già esistenti, quali i veicoli con motore a scoppio e/o elettrico. Another purpose of the invention is to propose a device for the generation of electrical energy capable of exploiting already existing mechanical or electrical power devices, such as vehicles with internal combustion and / or electric engines.

Un ulteriore scopo dell’invenzione è quello di proporre un dispositivo generatore di energia elettrica che possa inoltre essere almeno parzialmente utilizzato in posti diversi. A further purpose of the invention is to propose an electrical energy generator device that can also be at least partially used in different places.

Gli scopi sopra citati vengono interamente ottenuti, in accordo con il contenuto della rivendicazione indipendente, da un dispositivo per la generazione di energia elettrica atto a operare quale ausilio per un impianto elettrico. Tale impianto comprende un punto di ingresso di corrente elettrica, di tensione e frequenza predefiniti, da una sorgente di alimentazione principale, linee di distribuzione di corrente e uno o più punti di prelievo per alimentare una pluralità di carichi, disposti lungo le linee di distribuzione. The aforementioned objects are entirely achieved, in accordance with the content of the independent claim, by a device for generating electrical energy suitable to operate as an aid for an electrical system. This system comprises an electric current entry point, of predefined voltage and frequency, from a main power source, power distribution lines and one or more tapping points for powering a plurality of loads, arranged along the distribution lines.

Il dispositivo generatore comprende: un gruppo convertitore di energia meccanica rotazionale in energia elettrica alla tensione e frequenza predefinite per l’impianto elettrico; mezzi meccanici di collegamento fra un ingresso di energia meccanica previsto nel gruppo convertitore e un punto di prelievo di energia meccanica di un veicolo provvisto di motore a combustione interna; mezzi di interfaccia fra un’uscita elettrica del gruppo convertitore e il punto di ingresso dell’impianto elettrico, per alimentare quest’ultimo in alternativa alla sorgente di alimentazione elettrica principale o in sostituzione della stessa. The generator device includes: a rotational mechanical energy converter unit into electrical energy at the predefined voltage and frequency for the electrical system; mechanical means for connecting between a mechanical energy input provided in the converter unit and a mechanical energy tapping point of a vehicle equipped with an internal combustion engine; interface means between an electrical output of the converter unit and the entry point of the electrical system, to power the latter as an alternative to the main power source or to replace it.

Le caratteristiche dell'invenzione, così come risulteranno dalle rivendicazioni, sono evidenziate nella seguente descrizione dettagliata, con riferimento alle tavole di disegno allegate, nelle quali: The characteristics of the invention, as will appear from the claims, are highlighted in the following detailed description, with reference to the attached drawing tables, in which:

- la figura 1 illustra uno schema a blocchi generale del dispositivo generatore secondo l’invenzione; - Figure 1 illustrates a general block diagram of the generator device according to the invention;

- la figura 2 illustra uno schema a blocchi del dispositivo di figura 1 nelle forme di realizzazione seconda e terza dell’invenzione; - Figure 2 illustrates a block diagram of the device of Figure 1 in the second and third embodiments of the invention;

- la figura 3 illustra una vista schematica del dispositivo generatore in una prima forma di realizzazione dell’invenzione; - Figure 3 illustrates a schematic view of the generator device in a first embodiment of the invention;

- la figura 4 illustra una vista schematica in sezione trasversale del dispositivo generatore, in una seconda forma di realizzazione dell’invenzione; - Figure 4 illustrates a schematic cross-sectional view of the generator device, in a second embodiment of the invention;

- la figura 5 illustra schematicamente una vista in sezione longitudinale del dispositivo di figura 3. Figure 5 schematically illustrates a longitudinal sectional view of the device of Figure 3.

Con riferimento alla figura 1 si descrive nel seguito un dispositivo generatore 1 di energia elettrica di ausilio per un impianto elettrico 100 secondo una forma più generale dell’invenzione. Il dispositivo generatore 1 è destinato ad alimentare il suddetto impianto elettrico in alternativa a una sorgente di alimentazione principale 102, quando questa non è temporaneamente disponibile, oppure in tutti i casi in cui si ritenga vantaggioso non sfruttarne la disponibilità e utilizzare una sorgente ausiliaria. With reference to Figure 1, an auxiliary electric power generator device 1 for an electrical system 100 according to a more general form of the invention is described below. The generator device 1 is intended to power the aforementioned electrical system as an alternative to a main power source 102, when this is temporarily not available, or in all cases where it is considered advantageous not to exploit its availability and to use an auxiliary source.

In sostanza, l’idea di soluzione dell’invenzione consiste nell’utilizzare la potenza meccanica o elettrica già disponibile, prodotta da veicoli elettrici e/o con motore a combustione interna, mediante opportuni dispositivi di conversione e collegamento all’impianto elettrico 100, allo scopo di sopperire alla mancanza di energia elettrica erogata dalla rete pubblica o da altro impianto di produzione primario, come riserva di energia ausiliaria o come generatore di corrente di emergenza. Basically, the solution idea of the invention consists in using the mechanical or electrical power already available, produced by electric vehicles and / or with an internal combustion engine, by means of suitable conversion devices and connection to the electrical system 100, to the purpose of compensating for the lack of electricity supplied by the public network or by other primary production plant, as an auxiliary energy reserve or as an emergency power generator.

In particolare l’impianto elettrico 100 è installato in un edificio, che può essere una casa di abitazione, un ufficio o anche un ambiente nel quale è importante garantire la fornitura di elettricità nel caso in cui la rete elettrica di distribuzione venga temporaneamente disattivata, quale ad esempio un ambulatorio medico, un laboratorio etc. In particular, the electrical system 100 is installed in a building, which can be a house, an office or even an environment in which it is important to guarantee the supply of electricity in the event that the electricity distribution network is temporarily disabled, such as for example a doctor's office, a laboratory etc.

L’impianto elettrico 100 comprende, generalmente, un punto di ingresso 101 della corrente elettrica a tensione e frequenza predefiniti, e la sopra citata sorgente di alimentazione principale 102 di tale corrente. In Italia, ad esempio, l’energia elettrica viene fornita a 230 Volt alternati a una frequenza di 50 Hz. The electrical system 100 generally comprises an input point 101 of the electric current at predefined voltage and frequency, and the aforementioned main power source 102 of this current. In Italy, for example, electricity is supplied at 230 Volts alternating with a frequency of 50 Hz.

La sorgente principale 102 può essere costituita dalla rete pubblica di distribuzione elettrica, ma può anche consistere in un impianto di generazione privato realizzato con tecnologie che sfruttano fonti rinnovabili (idraulica, fotovoltaica, eolica, geotermica etc.) oppure in un impianto di cogenerazione per la produzione di elettricità e acqua calda. The main source 102 can be constituted by the public electricity distribution network, but it can also consist of a private generation plant built with technologies that exploit renewable sources (hydraulics, photovoltaics, wind, geothermal etc.) or in a cogeneration plant for the production of electricity and hot water.

In generale l’impianto elettrico consiste in una pluralità di linee di distribuzione 103 della corrente, e in uno o più punti di prelievo 104 destinati ad alimentare relativi carichi 105. In general, the electrical system consists of a plurality of current distribution lines 103, and in one or more withdrawal points 104 intended to power related loads 105.

Fra il terminale di uscita della sorgente principale 102 e il punto di ingresso 101 dell’impianto elettrico è solitamente previsto uno strumento 106 per la misurazione della quantità di energia erogata all’impianto 100. Between the output terminal of the main source 102 and the entry point 101 of the electrical system there is usually an instrument 106 for measuring the amount of energy delivered to the system 100.

Il dispositivo generatore ausiliario 1 secondo la struttura più generale della presente invenzione comprende: un gruppo convertitore 10,110 di energia elettrica alle sopra citate tensione e frequenza predefinite per le quali è previsto l’impianto elettrico 100; mezzi di collegamento 15,115 a un veicolo 2 (vedansi figure 3 e 4), e mezzi elettrici di interfaccia 4 fra il gruppo generatore 10,110 e l’impianto elettrico 100. The auxiliary generator device 1 according to the more general structure of the present invention comprises: a 10.110 converter unit of electrical energy at the aforementioned predefined voltage and frequency for which the electrical system 100 is provided; means of connection 15,115 to a vehicle 2 (see Figures 3 and 4), and electrical interface means 4 between the generator unit 10,110 and the electrical system 100.

Secondo una prima forma di realizzazione dell’invenzione, il veicolo 2 è un veicolo a trazione elettrica, provvisto di una batteria di accumulatori 2a sufficiente a garantire al veicolo 2 stesso un’autonomia compresa fra diverse decine e alcune centinaia di chilometri. A questo scopo la capacità della batteria 2a è solitamente di alcune decine di Kilowattora, ed è in grado di erogare diversi Kilowatt di potenza continua. La predetta batteria di accumulatori 2a eroga corrente continua alla tensione di alcune centinaia di Volt, necessari per un efficiente funzionamento del motore elettrico (o dei motori) di trazione che equipaggia il veicolo 2. According to a first embodiment of the invention, the vehicle 2 is an electric traction vehicle, equipped with an accumulator battery 2a sufficient to guarantee the vehicle 2 itself an autonomy of between several tens and a few hundreds of kilometers. For this purpose, the capacity of the battery 2a is usually some tens of Kilowatt hours, and is capable of delivering several Kilowatts of continuous power. The aforementioned accumulator battery 2a supplies direct current at a voltage of a few hundred Volts, necessary for efficient operation of the traction electric motor (or motors) which equips the vehicle 2.

Il dispositivo generatore ausiliario 1 comprende un gruppo convertitore 10 di energia elettrica, secondo quanto già sopra descritto, il quale a sua volta comprende un dispositivo invertitore 13 (meglio noto col nome inglese “inverter”), destinato a generare una tensione alternata avente modulo e frequenza predefiniti, come richiesto per alimentare l’impianto elettrico 100 (ad esempio, 230 Volt a 50 HZ). La struttura dell’invertitore 13 è del tutto nota; esiste sul mercato la disponibilità di un’ampia varietà di modelli atti a produrre corrente alternata con diversi livelli di potenza massima erogabile, a partire da diverse tensioni continue di ingresso. The auxiliary generator device 1 comprises an electric power converter unit 10, according to what has already been described above, which in turn comprises an inverter device 13 (better known by the English name "inverter"), intended to generate an alternating voltage having a module and predefined frequency, as required to power the electrical system 100 (for example, 230 Volt at 50 HZ). The structure of the inverter 13 is fully known; on the market there is the availability of a wide variety of models capable of producing alternating current with different levels of maximum deliverable power, starting from different continuous input voltages.

L’invertitore 13, secondo l’invenzione, può essere montato nel veicolo 2 o direttamente nell’edificio nel quale è situato l’impianto elettrico 100, in posizione accessibile al medesimo veicolo 2. The inverter 13, according to the invention, can be mounted in the vehicle 2 or directly in the building in which the electrical system 100 is located, in a position accessible to the same vehicle 2.

I sopra citati mezzi di collegamento 15 al veicolo 2 sono costituiti da un semplice cavo elettrico, eventualmente provvisto di appositi sistemi di connessione anch’essi noti e adeguati alla posizione dell’invertitore 13. Ciò significa che sa quest’ultimo è installato nell’edificio il cavo e i sistemi di connessione sono idonei a garantire la rimozione del cavo in sicurezza, quando il veicolo 2 viene disconnesso. Eventualmente è altresì previsto un dispositivo interruttore di sicurezza, disposto in corrispondenza dell’uscita della batteria 2a o dell’ingresso dell’invertitore 13. The aforementioned means of connection 15 to the vehicle 2 consist of a simple electric cable, possibly provided with suitable connection systems which are also known and adapted to the position of the inverter 13. This means that if the latter is installed in the building the cable and connection systems are suitable for ensuring the safe removal of the cable when vehicle 2 is disconnected. A safety switch device is also possibly provided, located at the battery output 2a or the inverter input 13.

I mezzi elettrici di interfaccia 4 fra il gruppo convertitore 10 e l’impianto elettrico 100 comprendono inoltre mezzi di trasferimento 42 dell’energia prodotta dal gruppo convertitore 10 all’impianto elettrico 100, disposti fissi nell’edificio che accoglie quest’ultimo, preferibilmente in un punto accessibile al veicolo 2 ed elettricamente collegati all’impianto elettrico 100 stesso. The electrical interface means 4 between the converter unit 10 and the electrical system 100 further comprise means 42 for transferring the energy produced by the converter unit 10 to the electrical system 100, fixedly arranged in the building which houses the latter, preferably in a point accessible to the vehicle 2 and electrically connected to the electrical system 100 itself.

I suddetti mezzi di trasferimento 42 sono costituiti da una presa elettrica di ingresso 45 e da un commutatore 43, azionabile manualmente o automaticamente a seguito del rilevamento della mancanza di erogazione di corrente da parte della sorgente principale 102, atto a definire alternativamente un collegamento elettrico fra la stessa sorgente principale 102 e il punto di ingresso 101 dell’impianto elettrico 100, o fra quest’ultimo e la sopra citata presa elettrica di ingresso 45 del dispositivo generatore 1 oggetto dell’invenzione. The aforementioned transfer means 42 consist of an electrical input socket 45 and a switch 43, which can be operated manually or automatically following the detection of the lack of supply of current by the main source 102, adapted to alternatively define an electrical connection between the same main source 102 and the entry point 101 of the electrical system 100, or between the latter and the aforementioned electrical input socket 45 of the generator device 1 object of the invention.

Fra le prese di uscita 41 e di ingresso 45 è previsto un cavo di collegamento 44 il quale, nel caso in cui l’invertitore 13 è installato a bordo del veicolo 2, è idoneamente inseribile quando si intenda utilizzare il dispositivo generatore 1 dell’invenzione per alimentare l’impianto elettrico 100. A connection cable 44 is provided between the output sockets 41 and the input 45 which, in the case in which the inverter 13 is installed on board the vehicle 2, can be suitably inserted when it is intended to use the generator device 1 of the invention to power the electrical system 100.

Una seconda forma di realizzazione dell’invenzione, illustrata in forma schematica in figura 2, prevede che il veicolo 2 sia azionato da un motore a combustione interna 3, e che il predetto gruppo generatore sia costituito da un gruppo convertitore 110 di energia meccanica rotazionale in energia elettrica, interamente alloggiato all’interno del veicolo 2. A second embodiment of the invention, illustrated schematically in Figure 2, provides that the vehicle 2 is driven by an internal combustion engine 3, and that the aforementioned generator unit consists of a rotational mechanical energy converter unit 110 in electricity, entirely housed inside the vehicle 2.

Il gruppo convertitore 110 comprende, secondo una configurazione di per sé nota, un alternatore 111; questo è provvisto di un ingresso di energia meccanica rotazionale generalmente costituito da un alberino, recante calettata a un’estremità una puleggia collegata al motore 3 per mezzo di mezzi di collegamento meccanici 115, in questo caso ad esempio costituiti da una cinghia. L’alternatore 111 è atto a produrre, da tale energia meccanica, una tensione alternata di tensione dipendente dai parametri di progetto e frequenza dipendente dalla velocità angolare di rotazione dell’alberino, e quindi dal numero di giri del motore 3. Secondo l’invenzione l’alternatore 111 del gruppo convertitore 110 può essere lo stesso normalmente fornito in dotazione a qualsiasi veicolo a motore per alimentare gli utilizzi interni dello stesso. Il dimensionamento dell’alternatore 111 è previsto in modo da consentirgli di erogare la potenza necessaria ad alimentare il carico massimo prevedibile, sia per quel che riguarda gli utilizzi interni del veicolo 2 che il suo uso in collegamento con l’impianto elettrico 100. The converter unit 110 comprises, according to a per se known configuration, an alternator 111; this is provided with a rotational mechanical energy input generally consisting of a shaft, bearing a pulley connected to the motor 3 keyed at one end by means of mechanical connection means 115, in this case for example consisting of a belt. The alternator 111 is able to produce, from this mechanical energy, an alternating voltage of voltage which depends on the design parameters and frequency which depends on the angular speed of rotation of the shaft, and therefore on the number of revolutions of the engine 3. According to the invention the alternator 111 of the converter unit 110 can be the same normally supplied to any motor vehicle to power its internal uses. The sizing of the alternator 111 is provided in such a way as to allow it to deliver the power necessary to feed the maximum foreseeable load, both as regards the internal uses of the vehicle 2 and its use in connection with the electrical system 100.

Collegato all’uscita elettrica dell’alternatore 111 il gruppo convertitore 110 prevede un dispositivo raddrizzatore di tensione 112, destinato a trasformare la tensione alternata generata dall’alternatore 111 in tensione almeno approssimativamente continua. Anche il raddrizzatore 112 può essere condiviso fra il dispositivo generatore 1 dell’invenzione e l’impianto elettrico del veicolo 2, oppure può costituire un dispositivo autonomo, a seconda delle esigenze. Connected to the electrical output of the alternator 111, the converter unit 110 provides a voltage rectifier device 112, intended to transform the alternating voltage generated by the alternator 111 into at least approximately continuous voltage. Also the rectifier 112 can be shared between the generator device 1 of the invention and the electrical system of the vehicle 2, or it can constitute an autonomous device, depending on the needs.

Il gruppo convertitore 110 comprende inoltre, come per la precedente forma di realizzazione dell’invenzione, un dispositivo invertitore di tensione 113 collegato a un’uscita elettrica del raddrizzatore 112 e destinato a generare una tensione alternata avente modulo e frequenza predefiniti, come richiesto per alimentare l’impianto elettrico 100 (ad esempio, 230 Volt a 50 HZ). The converter assembly 110 further comprises, as for the previous embodiment of the invention, a voltage inverting device 113 connected to an electrical output of the rectifier 112 and intended to generate an alternating voltage having a predefined module and frequency, as required to supply the electrical system 100 (for example, 230 Volt at 50 HZ).

La struttura e le caratteristiche dei dispositivi sopra descritti sono del tutto note al tecnico medio del settore, e non verranno ulteriormente dettagliate nel seguito. The structure and characteristics of the devices described above are fully known to those skilled in the art, and will not be further detailed hereinafter.

Nella seconda forma di realizzazione sopra descritta i predetti raddrizzatore 112 e invertitore 113 sono ad esempio alloggiati in un contenitore disposto nel vano motore del veicolo 2, schematizzato in figura 3. Allo stesso contenitore può essere fissata una presa elettrica 41, appartenente ai già menzionati mezzi di interfaccia 4 fra il gruppo convertitore 110 e l’impianto elettrico 100. In the second embodiment described above, the aforementioned rectifier 112 and inverter 113 are for example housed in a container arranged in the engine compartment of the vehicle 2, shown schematically in Figure 3. An electric socket 41, belonging to the aforementioned means, can be fixed to the same container. interface 4 between the converter unit 110 and the electrical system 100.

I suddetti mezzi di interfaccia 4 comprendono inoltre, anche in questa forma di realizzazione dell’invenzione, mezzi di trasferimento 42 dell’energia prodotta dal gruppo convertitore 110 all’impianto elettrico 100, disposti fissi nell’edificio che accoglie quest’ultimo, preferibilmente in un punto accessibile al veicolo 2 ed elettricamente collegati all’impianto elettrico 100 stesso. The aforementioned interface means 4 further comprise, also in this embodiment of the invention, means 42 for transferring the energy produced by the converter unit 110 to the electrical system 100, fixedly arranged in the building that houses the latter, preferably in a point accessible to the vehicle 2 and electrically connected to the electrical system 100 itself.

I mezzi di trasferimento 42 sono costituiti da una presa elettrica di ingresso 45 e da un commutatore 43, azionabile manualmente, atto a definire alternativamente un collegamento elettrico fra la sorgente principale 102 e il punto di ingresso 101 dell’impianto elettrico 100, o fra quest’ultimo e la sopra citata presa elettrica di ingresso 45 del dispositivo generatore 1 oggetto dell’invenzione. The transfer means 42 consist of an electrical input socket 45 and a switch 43, which can be operated manually, able to alternatively define an electrical connection between the main source 102 and the input point 101 of the electrical system 100, or between these the latter is the aforementioned electrical input socket 45 of the generator device 1 object of the invention.

Fra le prese di uscita 41 e di ingresso 45 è previsto un cavo di collegamento 44, inseribile quando si intenda utilizzare il dispositivo generatore 1 dell’invenzione per alimentare l’impianto elettrico 100. A connection cable 44 is provided between the output sockets 41 and input 45, which can be inserted when you intend to use the generator device 1 of the invention to power the electrical system 100.

Nella forma di realizzazione dell’invenzione sopra descritta il dispositivo generatore 1 è in sostanza quasi interamente alloggiato all’interno del veicolo 2. I sopra citati mezzi di trasferimento 42 sono preferibilmente installati in un garage dell’edifico nel quale si trova l’impianto elettrico 100, in una parete esterna dello stesso edificio o in un’apposita colonnina. In the embodiment of the invention described above, the generator device 1 is essentially almost entirely housed inside the vehicle 2. The aforementioned transfer means 42 are preferably installed in a garage of the building in which the electrical system is located. 100, in an external wall of the same building or in a special column.

L’operatività del dispositivo generatore 1 è immediatamente arguibile, e prevede il posizionamento del veicolo 2 in prossimità della presa di ingresso 45 e il collegamento fra quest’ultima e il gruppo convertitore 110 per mezzo del cavo 44. Il commutatore 43 viene posto quindi in posizione di alimentazione ausiliaria, e il motore 3 del veicolo 2 viene avviato. Questo causa l’azionamento dell’alternatore 111 e l’avviamento della produzione di energia da parte del gruppo convertitore 110, che alimenta l’impianto elettrico 100 fintanto che il motore 3 rimane in funzione. The operation of the generator device 1 can be immediately deduced, and provides for the positioning of the vehicle 2 near the input socket 45 and the connection between the latter and the converter unit 110 by means of the cable 44. The switch 43 is then placed in auxiliary power supply position, and the engine 3 of vehicle 2 is started. This causes the activation of the alternator 111 and the start of energy production by the converter unit 110, which powers the electrical system 100 as long as the engine 3 remains in operation.

Una terza forma di realizzazione dell’invenzione, illustrata nelle figure 4 e 5, prevede invece che il gruppo convertitore 110, strutturato come già descritto per la prima forma di realizzazione, sia installato fisso all’interno o in prossimità dell’edificio che accoglie l’impianto elettrico 100. Anche in questo caso il gruppo convertitore 110 e i mezzi meccanici di collegamento 115 possono essere ad esempio installati in un garage, o in altra posizione esterna al suddetto edificio, che sia accessibile al veicolo 2. A third embodiment of the invention, illustrated in Figures 4 and 5, provides instead that the converter assembly 110, structured as already described for the first embodiment, is installed fixedly inside or near the building that houses the electrical system 100. Also in this case the converter unit 110 and the mechanical connection means 115 can be installed, for example, in a garage, or in other position external to the aforesaid building, which is accessible to the vehicle 2.

I predetti mezzi meccanici di collegamento 115 comprendono una coppia di rulli 116,117, paralleli fra loro e rispetto al suolo, installati in un vano 118 ricavato al disotto del pavimento e affacciantisi all’esterno in prossimità del livello del suolo stesso, in corrispondenza di un’apertura 119 del vano 118. The aforementioned mechanical connection means 115 comprise a pair of rollers 116, 117, parallel to each other and with respect to the ground, installed in a compartment 118 obtained below the floor and facing outwards near the level of the ground itself, in correspondence with a opening 119 of compartment 118.

I rulli 116,117 sono montati liberi di ruotare attorno al proprio asse. Il rullo 116 è collegato per mezzo di un gruppo di trasmissione 116a, costituito da una coppia di pulegge e da una cinghia, al già citato ingresso meccanico del gruppo convertitore 110, mentre il rullo 117 è folle. The rollers 116,117 are mounted free to rotate around their own axis. The roller 116 is connected by means of a transmission unit 116a, consisting of a pair of pulleys and a belt, to the aforementioned mechanical input of the converter unit 110, while the roller 117 is idle.

Il trasferimento di energia meccanica rotazionale, nella forma di realizzazione descritta, avviene posizionando il veicolo 2 in modo che le sue ruote motrici si trovino in appoggio sui rulli 116,117. L’avviamento del veicolo 2 provoca la rotazione delle sue ruote e, per conseguenza, del rullo 116 collegato al gruppo convertitore 110. Ciò causa la produzione di energia da parte del gruppo convertitore 110 stesso, che può essere usata per alimentare l’impianto elettrico 100 secondo le modalità già viste. The transfer of rotational mechanical energy, in the embodiment described, takes place by positioning the vehicle 2 so that its driving wheels rest on the rollers 116, 117. The starting of the vehicle 2 causes the rotation of its wheels and, consequently, of the roller 116 connected to the converter unit 110. This causes the production of energy by the converter unit 110 itself, which can be used to power the electrical system 100 according to the methods already seen.

Una variante della terza forma di realizzazione dell’invenzione sopra descritta, non illustrata in quanto di agevole ed immediata comprensione, prevede che i mezzi meccanici di collegamento 115 comprendano una presa di forza idoneamente prevista in uscita dal motore 3 del veicolo 2 e un corrispondente innesto previsto in ingresso al gruppo convertitore 110. Organi di accoppiamento disinseribili sono previsti per collegare meccanicamente la presa di forza all’innesto di ingresso. Tali organi di accoppiamento comprendono preferibilmente un albero provvisto di giunti, cardanici o di altro genere, atti a garantire un corretto accoppiamento anche se la presa di forza e l’innesto di ingresso risultano leggermente disassati. A variant of the third embodiment of the invention described above, not illustrated as it is easy and immediate to understand, provides that the mechanical connection means 115 comprise a power take-off suitably provided at the output of the engine 3 of the vehicle 2 and a corresponding clutch provided at the input to the converter assembly 110. Disengageable coupling members are provided for mechanically connecting the power take-off to the input coupling. These coupling members preferably include a shaft provided with joints, cardan or other, suitable for ensuring correct coupling even if the power take-off and the input coupling are slightly offset.

Quando realizzata secondo le forme di realizzazione seconda e terza sopra descritte, o comunque quando l’energia è fornita al gruppo convertitore 110 da un motore a scoppio 3, il dispositivo generatore 1 dell’invenzione comprende inoltre mezzi di retroazione 50, destinati a regolare la potenza emessa dal predetto motore 3 in funzione della potenza assorbita dai carichi 105 collegati all’impianto elettrico 100. When made according to the second and third embodiments described above, or in any case when the energy is supplied to the converter unit 110 by an internal combustion engine 3, the generator device 1 of the invention further comprises feedback means 50, intended to regulate the power emitted by the aforementioned motor 3 as a function of the power absorbed by the loads 105 connected to the electrical system 100.

In particolare, i mezzi di retroazione 50 (vedasi figura 2) comprendono un rilevatore di carico 51, installato immediatamente a valle del punto di prelievo 104 dell’impianto elettrico 100, e mezzi regolatori di potenza 52, collegati al predetto rilevatore di carico 51 e al sistema di accelerazione e decelerazione del motore 3 per accelerarne o decelerarne la velocità di rotazione, e quindi aumentare o diminuire la potenza erogata, per conseguenza di un aumento o di una diminuzione della potenza assorbita dall’impianto elettrico 100. In particular, the feedback means 50 (see Figure 2) comprise a load detector 51, installed immediately downstream of the withdrawal point 104 of the electrical system 100, and power regulating means 52, connected to the aforementioned load detector 51 and to the acceleration and deceleration system of the motor 3 to accelerate or decelerate its rotation speed, and therefore increase or decrease the power delivered, as a consequence of an increase or decrease in the power absorbed by the electrical system 100.

Anche la struttura dei mezzi di retroazione 50 è di per sé del tutto nota, in quanto un sistema che esegue la medesima funzione viene ad esempio normalmente utilizzato nei gruppi elettrogeni convenzionali. The structure of the feedback means 50 is also fully known per se, since a system which performs the same function is for example normally used in conventional generating sets.

Il dispositivo generatore 1 può essere vantaggiosamente utilizzato anche in associazione a un veicolo 2 di tipo ibrido, vale a dire dotato sia di una batteria di accumulatori di buona capacità, che aziona un motore elettrico di trazione, che di un motore a scoppio. L’applicazione dell’invenzione a tale veicolo, rispettivamente secondo la prima forma di realizzazione della stessa oppure secondo le forme di realizzazione seconda e terza, è del tutto immediata e non richiede ulteriori approfondimenti. The generator device 1 can also be advantageously used in association with a vehicle 2 of the hybrid type, that is to say equipped with both a good capacity accumulator battery, which drives an electric traction motor, and an internal combustion engine. The application of the invention to this vehicle, respectively according to the first embodiment of the same or according to the second and third embodiments, is completely immediate and does not require further investigation.

Il dispositivo generatore 1 realizzato secondo l’invenzione consente vantaggiosamente di rispondere a diverse esigenze di approvvigionamento energetico ausiliario per i carichi di un impianto elettrico 100, per sopperire alla mancanza temporanea di una sorgente di alimentazione principale, che può essere un collegamento alla rete pubblica di distribuzione, oppure un impianto di produzione autonomo da fonti rinnovabili (fotovoltaico, idraulico etc.) The generator device 1 made according to the invention advantageously allows to respond to different needs of auxiliary energy supply for the loads of an electrical system 100, to make up for the temporary lack of a main power source, which can be a connection to the public network of distribution, or an autonomous production plant from renewable sources (photovoltaic, hydraulic, etc.)

In funzione delle diverse combinazioni di installazione del dispositivo 1 descritte nelle forme di realizzazione sopra dettagliate, possono essere vantaggiosamente soddisfatte esigenze di potenza da medio-bassa a relativamente elevata, vale a dire da alcuni Kilowatt a diverse decine di Kilowatt. Ciò rende il dispositivo generatore secondo l’invenzione particolarmente adatto a soddisfare, sia esigenze di tipo domestico, sia esigenze di tipo più professionale, quali l’alimentazione di emergenza di uffici, laboratori, cliniche etc. Depending on the various combinations of installation of the device 1 described in the embodiments detailed above, power requirements ranging from medium-low to relatively high, ie from a few Kilowatts to several tens of Kilowatts, can be advantageously satisfied. This makes the generator device according to the invention particularly suitable for satisfying both domestic needs and more professional needs, such as the emergency power supply of offices, laboratories, clinics, etc.

Nelle forme di realizzazione in cui il gruppo convertitore 10,110 è totalmente o almeno parzialmente montato a bordo del veicolo 2, lo stesso dispositivo generatore 1 può altresì essere vantaggiosamente utilizzato quale sorgente ausiliaria per diversi impianti elettrici 100. In the embodiments in which the converter assembly 10, 110 is totally or at least partially mounted on board the vehicle 2, the same generator device 1 can also be advantageously used as an auxiliary source for different electrical systems 100.

Si intende che quanto sopra è stato descritto a titolo puramente esemplificativo e non limitativo. Pertanto, possibili modifiche e varianti dell'invenzione si considerano rientranti nell'ambito protettivo accordato alla presente soluzione tecnica, così come sopra descritta e nel seguito rivendicata. It is understood that what above has been described purely by way of non-limiting example. Therefore, possible modifications and variants of the invention are considered to fall within the protective scope accorded to the present technical solution, as described above and claimed hereinafter.

Claims

CLAIMS 1. Device for the generation of auxiliary electric power for an electric plant, said plant 100 comprising at least one input point 101 of electric current, of predefined voltage and frequency, from a main power source 102 of said current, distribution lines 103 of said current and a withdrawal point 104 for supplying a plurality of loads 105, arranged along said distribution lines 103, said device 1 being characterized in that it comprises: a converter unit 10.110 of energy coming from a vehicle 2, positioned in proximity of said electrical system 100, in electrical energy at the aforementioned predefined voltage and frequency for said electrical system 100, said converter assembly 10, 110 being provided with an input for said energy; connecting means 15, 115 between said mechanical energy input and an energy withdrawal point of said vehicle 2; interface means 4 between an electrical output of said converter assembly 10.110 and the aforementioned entry point 101 of the electrical system 100, to power the latter as an alternative to said main power source 102 or to replace it.

2. Device according to claim 1, characterized in that said converter assembly 10 is a converter assembly of direct current electrical energy, coming from said vehicle 2, into alternating current electrical energy at the aforementioned predefined voltage and frequency for said electrical system 100 , said converter unit 10 being provided with an input for said direct current electrical energy; electrical connection means 15 between said direct current electrical energy input and a direct current electrical energy withdrawal point of said vehicle 2, the latter being an electric traction vehicle equipped with an accumulator battery 2a; interface means 4 between an electrical output of said converter group 10 and the aforementioned entry point 101 of the electrical system 100, to power the latter as an alternative to said main power source 102 or to replace it.

3. Device according to claim 1, characterized in that said converter unit 10 comprises a voltage inverting device 13 from direct current to alternating current at the aforementioned predefined voltage and frequency for said electrical system 100.

4. Device according to claim 1, characterized in that said converter assembly 110 is a rotational mechanical energy converter assembly into electrical energy at the aforementioned predefined voltage and frequency for said electrical system 100, said converter assembly 110 being provided with an input of said rotational mechanical energy; mechanical connection means 115 between said mechanical energy input and a mechanical energy withdrawal point of said vehicle 2, the latter being provided with an internal combustion engine 3; interface means 4 between an electrical output of said converter unit 110 and the aforementioned entry point 101 of the electrical system 100, to power the latter as an alternative to said main power source 102 or to replace it.

5. Device according to claim 4, characterized in that said converter assembly 110 is at least partially installed on board the aforementioned vehicle 2, and that said interface means 4 comprise an electrical outlet socket 41, provided at a point of said vehicle 2 accessible from the outside, means 42 for transferring the energy produced by said converter unit to said electrical system 100, fixedly arranged in the building that houses the latter and electrically connected to the aforementioned entry point 101 of the same, and a connection cable 44 between said electrical outlet socket and said transfer means 42.

6. Device according to claim 5, characterized in that said converter assembly 110 comprises an alternator 111, a voltage rectifier 112 and an inverter 113, electrically connected to each other in cascade, said alternator 111 being connected to the drive shaft of the motor 3 vehicle 2 by means of a belt or other mechanical coupling device.

7. Device according to claim 6, characterized in that the aforementioned alternator 111 is also connected to the electrical uses of the vehicle 2.

8. Device according to claim 6, characterized in that the aforementioned rectifier 112 is also connected to the electrical uses of the vehicle 2.

9. Device according to claim 4, characterized in that said converter assembly 110 is fixedly installed, in the building that houses the aforementioned electrical system 100, in a position accessible to said vehicle 2, and that said mechanical connection means 115 comprise a socket force output from the engine of the same vehicle, accessible from the outside of the same, a corresponding mechanical coupling at the input of said converter unit, and mechanical coupling members between said power take-off and said input coupling.

10. Device according to claim 4, characterized in that said converter assembly 110 is installed fixedly, in the building that houses the aforementioned electrical system 100, in a position accessible to said vehicle 2, and that said mechanical connection means 115 comprise a pair of rollers 116, 117, parallel to each other and with respect to the ground, suitable for supporting the drive wheels of said vehicle 2, at least one of the aforementioned rollers 116, 117 being connected to the aforementioned mechanical input of the converter unit 110, the mechanical energy produced by said vehicle 2 being transferred by the driving wheels of the same to said rollers 116, 117, and from these to the aforementioned converter unit.

11. Device according to claim 4, characterized in that said transfer means 42 comprise a switching device 43, interposed between the aforementioned entry point 101 of the electrical system 100, the delivery point of the aforementioned power source 102 and the said output electrical power of the converter assembly 110, said switch 43 being adapted to convey alternatively towards said electrical system 100 the current produced by the aforementioned converter assembly 110 or that coming from the power source 102, in a manual or automatic manner.

12. Device according to claim 4, characterized in that it further comprises feedback means 50, comprising at least one load detector 51 installed immediately downstream of the aforementioned tapping point 104 of said electrical system and power regulating means 52, connected to said load detector 51 and to the aforementioned motor 3 to regulate the power supplied by the same according to the current absorption by the aforementioned electrical system 100.