WO2019209097A1 - Dispositivo contenedor de equipos para suministro de electricidad mediante generación de energías alternativas - Google Patents

Abstract

Contenedor de equipos para suministro de electricidad procedente de energías alternativas, con almacenamiento en baterías e interconexión a la red, donde se acomodan las fuentes de energía y el resto de componentes, asegurados para su traslado y posterior uso mediante dispositivos adecuados para soportar dichos equipos durante su funcionamiento. El contenedor, con forma de paralelepípedo rectangular, comprende una pluralidad de células fotovoltaicas, una pluralidad de aerogeneradores, un grupo generador de energía por medio de combustible, un banco de baterías, un sistema para levantar los paneles fotovoltaicos, un sistema de enfriamiento de las baterías y una pluralidad de inversores, la electrónica y otros medios para generar, almacenar y transferir energía eléctrica.Las estructuras soporte de los paneles solares son orientables hacia el exterior del contenedor gracias a bisagras o cuñas reforzadas montadas en los travesaños superiores de las paredes del contenedor que son movidas y colocadas en la posición deseada, por unos brazos actuadores.

Description

DISPOSITIVO CONTENEDOR DE EQUIPOS PARA SUMINISTRO DE

ELECTRICIDAD MEDIANTE GENERACION DE ENERGIAS ALTERNATIVAS

CAMPO TÉCNICO DE LA INVENCIÓN

La presente invención se refiere en general a generación de energía eléctrica por métodos alternativos, particularmente, esta invención está dirigida a contenedores adaptados como estaciones de suministro de electricidad.

ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN

Hasta hace unas décadas a nivel mundial se asumía que los recursos energéticos eran prácticamente ilimitados para satisfacer todas las necesidades de energía de los consumidores, siendo la única restricción la cobertura o el nivel de expansión de las redes de transmisión y distribución, esta situación paulatinamente comienza a cambiar a raíz de la crisis del petróleo ocurrida en la década de los setentas cuando los precios de los combustibles se incrementaron notablemente, es en este punto cuando tanto los gobiernos como los consumidores percibieron que la provisión energética era vulnerable. Si bien la crisis petrolera de los años setentas fue una situación de orden geopolítico, la crisis que poco a poco se vislumbra en el horizonte es aún más inquietante para todo el mundo, el inminente agotamiento de los recursos de combustible fósil sumado al calentamiento global suponen un reto para la humanidad, y en este contexto la generación de energía eléctrica cumple un rol fundamental si se considera que un porcentaje importante de la electricidad es generada a partir de combustibles derivados del petróleo.

El problema es que el consumo de combustibles fósiles tiene impacto ambiental adverso y a la salud humana porque genera sustancias nocivas como C02 que resulta en el calentamiento Global (Ristinen R., KraushaarJ.2006).

Es muy importante la transición de los combustibles fósiles a nuevas fuentes de energía, no solo por la incertidumbre de la obtención de más reservas de combustibles fósiles, sino por el daño ambiental que los combustibles fósiles generan en el ambiente.

Por otra parte, el agente más vulnerable ante una crisis energética es la concesionaria del servicio de distribución la cual se encuentra expuesta a la volatilidad de precios del mercado que en ciertas horas del día puede llegar a tener un costo muy por encima de la tarifa regulada que tiene el cliente. Dentro de este escenario descrito, se ve la conveniencia que tiene la empresa de ¡mplementar planes y programas de uso eficiente de energía entre sus clientes, con el fin de alcanzar un uso eficiente de los recursos técnicos y económicos disponibles.

El incentivar la eficiencia de consumo, a más del beneficio directo a los propios usuarios, trae como consecuencia el ahorro de importantes recursos económicos destinados para el uso de energía, el diferir inversiones en nueva capacidad de generación para la atención de la demanda, la posibilidad de brindar el servicio eléctrico a nuevos clientes con los mismos recursos, además de permitir gestionar escenarios de crisis de abastecimiento de una mejor forma evitando los racionamientos generales del suministro eléctrico.

En el contexto del funcionamiento de un sistema eléctrico de potencia, las actividades de generación, transporte y distribución cumplen la función de suministrar los requerimientos energéticos de la demanda, sin embargo atenderla constituye un desafío tecnológico que no tiene comparación con otros bienes o productos industriales, esto se debe a que las leyes físicas que rigen el comportamiento de un sistema eléctrico exigen que en todo momento exista un equilibrio entre producción y demanda, de lo contrario todo el sistema colapsaría.

Esta característica obliga a que la producción se tenga que ajustar cada instante a los requerimientos de la demanda, teniendo que proponer bloques de generación. Dependiendo de la tecnología de generación de las diferentes centrales será necesario contar con un cierto porcentaje de reserva en condiciones“standby” para cuando sea necesario, estas unidades en reserva se sincronicen con el sistema y tomen carga. El costo de esta generación “standby” o también denominada“spining reserve” o reserva rodante, es elevado y en función de la organización del sector, sus costos deben ser cubiertos por todos los agentes que se benefician de dicho servicio. Cuando la energía eléctrica es producida a través de plantas de carbón, centrales nucleares y otros, por lo general se libera ciertos sub-productos nocivos para el medio ambiente.

Con el fin de obtener una vasta capacidad de energía eléctrica, se puede llegar a destruir cientos de hábitats naturales debido al espacio necesario para producirla. Existen millones de personas que utilizan la electricidad de manera exagerada. Esto puede llegar a ser un gran desperdicio ambiental sobre todo si se obtienen de fuentes no renovables. Un tercio de la población mundial vive sin energía eléctrica (Gipe 2004), siendo los países tercermundistas los más afectados, particularmente las zonas rurales alejadas de las ciudades. Esta falta de electricidad tiene graves implicaciones en el desarrollo, salud y educación de los habitantes de estos lugares, es por esto que organismos como el Banco Mundial están interesados en combatir este problema. Como posible solución se ha propuesto la generación distribuida, la cual consiste en generar la energía eléctrica en la cercanía de los centros de consumo, por esto la generación eléctrica será en pequeña o mediana escala (100 KW-10MW). Sistemas Eólicos, Solares y mini-hidráulicos, así como híbridos entre estos, son idóneos para este fin, ya que pueden generar las pequeñas cantidades de energía que estas regiones requieren a un bajo costo de mantenimiento y evitando las pérdidas en la transmisión que podría presentar el conectarse los grandes centros de generación eléctrica.

En razón de lo antes mencionado, se puede apreciar la importancia de conocer el comportamiento de la demanda, no obstante el referido comportamiento depende de muchos factores, como por ejemplo, el tipo de segmento, sea residencial, comercial, industrial, entre otros, la zona o región geográfica donde se encuentra, la época del año, etc.

En el estado de la técnica, existen métodos y sistemas empleados para reducir el consumo de energía en dispositivos de consumo eléctrico que se describen, por ejemplo, en las solicitudes de patente US-2008293426-A1 , US-2008293426-A1 y WO-2007102689-A1 que, sin embargo, están enfocadas en la reducción del consumo, por lo que no suponen soluciones de los inconvenientes anteriormente descritos.

Antes los inconvenientes del estado de la técnica era deseable desarrollar un sistema que superara los fenómenos desfavorables anteriormente descritos. En la técnica anterior son conocidos sistemas móviles de generación de energía eléctrica utilizando al menos una fuente de energía renovable.

El documento ES 2 380 848 describe un equipo generador de energía mediante captación solar fotovoltaica, transportable y aplicable para alimentación eléctrica de sistemas de comunicación en instalaciones remotas. El documento CA 2 610 506 describe un equipo móvil de generación de energía para su uso en zonas remotas, que comprende un aerogenerador, paneles de células solares fotovoltaicas, un generador diésel y una batería recargable.

El documento EP 2 727 253 describe un sistema de generación de energía solar y eólica que proporciona un sistema ecológico y portátil para la generación de electricidad. El sistema incluye una carcasa portátil que tiene un techo junto con módulos solares.

El documento US 7 821 147 describe una plataforma portátil flotante y remolcable para producir y almacenar energía eléctrica utilizando el viento, el agua y la energía solar, o una combinación de estos métodos. También incluye un generador diésel de reserva.

Ninguno de los sistemas mencionados tiene una plena capacidad de sustituir a los generadores diésel que se utilizan habitualmente para atender a demandas de suministro de energía eléctrica tales como las que se plantean en ubicaciones donde han fallado los sistemas convencionales de suministro de energía eléctrica utilizando exclusivamente fuentes de energía renovable. La invención US 7469541 B1 se refiere a un sistema de potencia híbrido remoto y portátil que comprende uno o más de los siguientes componentes: un sistema solar, baterías, un generador de respaldo, un sistema de energía eólica y un sistema de comunicaciones. Los componentes están dispuestos en una plataforma que es portátil y transportable a la ubicación remota por un camión u otro vehículo de transporte.

La invención US 0146751 A1 se refiere a una estación de energía portátil y autosostenible que se puede mover por tierra, aire o mar a un área que no tiene servicios públicos. La estación está provista de matrices de paneles solares en comunicación con al menos una distribución eléctrica y medios de almacenamiento. La electricidad derivada se usa para alimentar varios sistemas, incluido, aunque no de forma limitativa, un sistema de comunicaciones, un sistema de filtración de agua, un sistema de distribución de agua para permitir al público extraer agua potable y proporcionar una higiene básica. La electricidad derivada también se puede usar para ejecutar sistemas externos, como escuelas, hospitales o similares. Las matrices de paneles solares están montadas en conjuntos de rodillos que se pueden deslizar fácilmente entre una condición replegada y desplegada. Los paneles solares incluyen una pluralidad de paneles solares que están soportados por uno o más actuadores hidráulicos para contrarrestar el peso del panel solar, por lo que el panel solar puede colocarse fácilmente en la orientación inclinada deseada.

La invención US 0176256 A1 se refiere a un generador de electricidad móvil que comprende una pluma telescópica, una primera pata de soporte retráctil y una base. El brazo telescópico comprende un primer extremo y un segundo extremo. Una turbina eólica está unida al segundo extremo de la pluma telescópica y la turbina eólica es capaz de transformar el viento en electricidad. El primer extremo de la pluma telescópica y la primera pata de soporte retráctil están unidas a la base. El generador de electricidad móvil puede comprender además un primer panel solar que es capaz de transformar la luz en electricidad, la base puede comprender además una superficie externa, y el primer panel solar puede unirse a la superficie externa de la base. El generador de electricidad móvil puede comprender además una batería en comunicación eléctrica con la turbina eólica y el primer panel solar y la batería puede ser capaz de almacenar al menos temporalmente la electricidad.

La invención US 0300321 A1 se refiere a una unidad de energía capaz de configurarse en una configuración de transporte y en una configuración operacional. La unidad comprende un recipiente que tiene extremos primero y segundo opuestos a una sección central que se extiende longitudinalmente. En la configuración de transporte, la sección central del contenedor se coloca generalmente paralela a una superficie de suelo de soporte. En la configuración operativa, el contenedor está configurado para colocarse con el primer extremo en la superficie de tierra de soporte de manera que el segundo extremo se separa en una dirección ascendente desde la superficie de tierra de soporte. La unidad de energía comprende adicionalmente una turbina eólica para generar energía eléctrica. En la configuración operativa, la turbina eólica está configurada para ser recibida dentro del espacio interior del contenedor, mientras que en la configuración de transporte la turbina eólica está configurada para extenderse desde la superficie exterior del contenedor.

La invención WO2017182691A1 proporciona un sistema móvil autónomo de generación de energía eléctrica que comprende un subsistema de producción de energía eléctrica de origen renovable, un subsistema de almacenamiento de energía eléctrica, un subsistema de distribución de energía eléctrica y un subsistema de instrumentación y control.

OBJETO DE LA INVENCIÓN

Un objeto de la presente invención es proporcionar una estación de energía compacta dentro de un contenedor, que suministre electricidad, almacenamiento en baterías e interconexión a la red. Otro objeto de la invención es proporcionar una estación de energía que incluye un mecanismo para que una pluralidad de paneles solares dispuestos sobre la paredes del contenedor puedan moverse para orientarse hacia el sol. Otros objetos, pertenecientes a componentes nuevos y mejorados y disposiciones de los mismos, se describirán con detalle en la siguiente descripción y en los dibujos adjuntos.

Las realizaciones detalladas de la presente invención se describen en el presente documento, sin embargo, debe entenderse que las realizaciones descritas son meramente ejemplares de la invención, que pueden incorporarse en diversas formas. Por lo tanto, los detalles funcionales y estructurales específicos descritos en este documento no deben interpretarse como limitantes, sino simplemente como una base para las reivindicaciones y como una base de representación para enseñar a un experto en la técnica a emplear diversamente la presente invención virtualmente en cualquier estructura adecuadamente detallada.

BREVE DESCRIPCIÓN DE LAS FIGURAS

Estos y otros objetos de la presente invención serán evidentes a partir de la siguiente descripción detallada de una realización preferida, tomada junto con los dibujos adjuntos en los que:

La figura 1 es una vista en perspectiva de una estación de energía que incorpora la presente invención y muestra una vista de perspectiva lateral superior donde se muestra el despliegue de todos los componentes que se encuentran en el interior del contenedor.

La figura 2 muestra una vista en planta del contenedor con los dispositivos que se encuentran en el interior del contenedor. La figura 3 es una vista en perspectiva que incorpora la presente invención parcialmente en sección y muestra el contenedor cerrado, el soporte de aerogeneradores y despliegue total de las celdas fotovoltaicas. La figura 4 es una vista en perspectiva que incorpora la presente invención parcialmente en sección y muestra los aerogeneradores sobre el contenedor en configuraciones de guardado a despliegue total de los componentes.

La figura 5 es una vista en perspectiva que incorpora la presente invención parcialmente en sección, muestra los soportes de dicho contenedor (a) y los soportes de los generadores eólicos (b).

La figura 6 es una vista en perspectiva lateral que incorpora en forma parcial la presente invención en sección con mecanismos de levante de celdas fotovoltaicas en la versión preferente.

La figura 7 es una vista en perspectiva lateral que incorpora en forma parcial la presente invención en sección con mecanismos de levante de celdas fotovoltaicas en la versión alternativa.

La figura 8 es la vista en perspectiva lateral de la figura 7 con el soporte de celdas separado de la pared del contenedor.

La figura 9 es una vista que incorpora una sección del contenedor con el mecanismo de elevación de los soportes que sostienen las celdas fotovoltaicas.

DESCRIPCIÓN DE LA INVENCION

La presente invención proporciona un contenedor adaptado como estación de suministro de electricidad y almacenamiento en baterías e interconexión a la red, caracterizada principalmente por un contenedor comercial adaptado donde se han acomodado de manera estratégica las fuentes de energía y el resto de componentes. Por lo tanto, es objetivo de la presente invención superar inconvenientes de otros contenedores, y proponer un contenedor para suministro de electricidad, que por un lado presente aprovechamiento del viento en aerogeneradores y aprovechamiento del sol en celdas fotovoltaicas, y que su estructura de montaje precise requisitos resistivos estructurales mínimos, que su montaje se vea favorecido al contar con un cierto grado de tolerancia, y que permite un mejor aprovechamiento del espacio de dicho contenedor para proporcionar mayor potencia instalada por metro cuadrado. En acuerdo a lo anterior, la presente invención está conformada principalmente de lo siguiente: Un contenedor (1) adaptado, una pluralidad de celdas fotovoltaicas (2), una pluralidad de aerogeneradores (3), una planta generadora de energía (4), por medio de combustible, un banco de baterías (5), un sistema para levantar (6) la pluralidad de celdas fotovoltaicas y un sistema para enfriamiento (7) de las baterías y una pluralidad de inversores (8), la electrónica y otros medios para generar, almacenar y transferir energía eléctrica.

Con referencia ahora a las figuras 1-4, en el que los elementos similares están numerados consistentemente en todas partes, la figura 1 ilustra una realización del contenedor (1) de la invención, preferentemente del tipo de los que se utilizan para traslado de mercancías en barcos o ferrocarriles, donde dichos contenedores comportan una forma de paralepípedo rectangular con paredes metálicas adaptadas para tener movimiento. En la que dicho contenedor transportable tiene aproximadamente 6 a 12 metros de longitud de las paredes largas, 2.5 metros de ancho y 2,6 metros de alto.

El material más común del contenedor de la invención es el acero corrugado en forma acanalada, característico por su adherencia y robustez, aunque se trabajan otros materiales según las inclemencias a las que se pueda hacer frente, como el aluminio o la madera contrachapada, para la cual también se suele usar el acero como anticorrosivo. En cuanto al revestimiento de las paredes internas, éstas van recubiertas de materiales especiales anti-humedad, ya que esta es la principal amenaza ante la que se exponen los equipos de generación de electricidad con todos sus accesorios.

Por un lado, en general, la presente invención es ventajosa en virtud de que se procura que la resistencia al viento sea muy grande, lo que obliga a sobredimensionar la estructura del contenedor con objeto de dotarlo de la resistencia necesaria que soporte no solamente la fuerza del viento, sino también los momentos de giro que resultan de las asimetrías en la distribución de presiones, lo que también obliga a un sobredimensionamiento de los actuadores para poder controlar el posicionamiento de las paredes que sostienen las fotoceldas.

La disposición de paneles en estructuras elevadas a distinta altura permiten disminuir el impacto de las sombras proyectadas por estructuras cercanas lo que implica una mayor captación entre las celdas solares.

La figura 1 muestra una vista de perspectiva lateral superior donde (1) se muestra el despliegue de todos los componentes que se encuentran en el interior del contenedor se observan los paneles solares (2) sujetos a estructuras movibles, los generadores eóiicos (3) en su posición, (4) generador eléctrico (4) con motor de combustión interna en su ubicación, ubicación del banco de baterías (5), los brazos actuadores (6) para mover las estructuras que soportan las celdas fotovoltaicas y los ventiladores (7) montados en una de las paredes del contenedor.

La figura 2 muestra una vista de en planta del contenedor con los dispositivos controladores (8) que se encuentran en el interior del contenedor, los brazos actuadores (6) sujetando la estructura soporte de paneles solares (2), los generadores eóiicos (3) en su posición, ventiladores externos (7) en las paredes del contenedor, y (14, 15, 16) para la ubicación de las baterías. La figura 3 muestra los diferentes acomodos del contenedor en configuraciones de guardado a despliegue total de los componentes. En la figura (a) se muestra una vista de perspectiva lateral con el contenedor (1) cerrado y los elementos ocultos, ventiladores (7) en pared. La figura (b) muestra una sección del contenedor con los soportes (18) para aerogeneradores sobre vigas (19) generalmente ocultas bajo la tapa superior (20) del contenedor, donde dichas vigas (19) permiten soportar las fuerzas de vientos. En la figura (c) se observan desplegados las estructuras soporte (11) de los paneles solares, orientadas hacia el exterior del contenedor, que incluye bisagras o cuñas (12) reforzadas montadas en las paredes que se incrustan en los travesaños superiores del contenedor para mantenerlo unido y en posición deseada y movidos por los brazos actuadores (6) que permiten una rotación de 180°.

La figura 5 es una vista en perspectiva que incorpora la presente invención parcialmente en sección, muestra los soportes de dicho contenedor (a) y los soportes de los generadores eólicos (b). En una realización de la invención, los soportes de dicho contenedor incluyen una solera metálica en forma de“ele" (51) que comporta agujeros (53) por donde se atornilla (52) un bloque de hormigón (54) que generalmente queda enterrado. En la figura 5(b) se muestra una vista del soporte (18) de los aerogeneradores, en una sección que describe como se atornilla (55) a la viga (19), que generalmente se coloca bajo la tapa superior (20) del contenedor (1).

Como se aprecia a través de las diversas figuras, dicho contenedor (1) incluye una pluralidad de montajes para soportar una pluralidad de paneles solares o celdas fotovoltaicas.

En una realización de la presente invención, dichas celdas fotovoltaicas (2) son colocadas sobre estructuras soporte fijas a los costados de dicho contenedor y son levantadas mediante un sistema (6) que puede incluir pistones (26) que se accionan de manera automática con la señal de un sistema electrónico seguidor del sol. Dichas celdas fotovoltaicas (2) se muevan entre una posición de transporte dentro de dicho contenedor, con medios para asegurar selectivamente dichos paneles solares en una posición de almacenamiento o en una posición de generación de energía solar al ser movidos por dicho sistema para levantar (6) las paredes del contenedor y dispuestos de una manera de aprovechar al máximo la superficie de las celdas expuesta al sol.

El funcionamiento se explica de forma más sencilla en la siguiente sección del documento, donde dichas estructuras soporte de celdas fotovoltaicas incluyen medios para su elevación que son motivo de la presente invención. Con referencia ahora a las figuras 6 a 9, en las que elementos similares están numerados consistentemente en todas partes, la figura 6 ¡lustra una realización preferente del sistema de elevación del contenedor (1) de la invención, donde dicho actuador (6) se muestra elevando la estructura soporte (21) de celdas fotovoltaicas, en un ángulo superior a los 45 grados un rodamiento o bisagra (12) como elemento mecánico giratorio de eje horizontal, dispuesto en la parte superior de la estructura soporte (21) y que permite elevar dicha estructura soporte a través del punto de apoyo que dispone de la unión articular ( 24) sobre los costados laterales de dicha pared y en la parte media del actuador (6) se dispone una abrazadera (27) de fijación de dicho actuador limitador del desplazamiento, permitiendo no obstante cierto grado de tolerancia en sentido axial.

La unión articular soporta la parte superior de dicho pistón (26) mediante el pasador (25) a dicha pared lateral en una parte intermedia. Dicho pistón (26) se sujeta a la pared frontal (42) de dicho contenedor mediante la unión articular (28) y el pasador (29) y el pistón es actuado mediante una manivela (32) que se gira a través de una palanca o manguito (24) para accionar el actuador (6) que se encarga de elevar dicha estructura soporte (21) de celdas fotovoltaicas . Las figuras 7 a 9 ilustran una realización alternativa del sistema de elevación del contenedor (1 ) de la invención, donde dicho actuador (6) se muestra elevando la estructura soporte (21) de celdas fotovoltaicas, en un ángulo superior a los 45 grados un rodamiento o bisagra especial (23) como elemento mecánico giratorio de eje horizontal y con la posibilidad de separarse de la parte superior de dicho contenedor, a partir de medios (22, 24 y 25) que posibilitan que dicho soporte de celdas pueda doblarse par ocultar dichas celdas fotovoltaicas. A diferencia del anterior actuador sencillo a través de una manivela, la versión alternativa incluye un pistón (36) que funciona con un sistema hidráulico (35).

En el contenedor de la invención, en la realización preferente, una pluralidad de aerogeneradores (3) son colocados sobre la parte superior de las paredes de dicho contenedor, al menos 6 aerogeneradores son colocados, cuatro en cada esquina y dos en la parte intermedia de la parte superior de las paredes laterales mayores. El número y tamaño de dichos aerogeneradores depende de la capacidad de suministro de electricidad que se pretende y principalmente de la velocidad de viento promedio, es decir una versión alternativa puede considerar solamente un aerogenerador colocado a un lado de dicho contenedor

La presente invención es particularmente ventajosa, ya que incluye un mecanismo que permite resguardar los aerogeneradores en el interior de dicho contenedor, cuando es transportado o en el caso de velocidades de viento superiores a las recomendadas por la resistencia mecánica del equipo.

La figura 4 muestra el despliegue y guardado de los generadores eólicos el cual consta de la figura (a) los generadores eólicos en su posición donde los generadores eólicos (3) dispuestos sobre la viga (19), en la figura (b) encuentran resguardados en el interior del contenedor donde el sistema de anclaje (17) y recorrido del poste (19) el cual se muestra su movimiento para resguardo interior. En una realización alternativa del contenedor de la invención, el aerogenerador (3) se expande reversiblemente desde una posición replegada a una posición desplegada a través de un tubo rígido. Cuando está totalmente estibado, el aerogenerador y el tubo se encuentran dentro del contenedor. Cuando se despliega, el tubo se extiende a través de medios en el panel superior del contenedor y se asegura la estabilidad. La base del tubo puede estar asegurada al piso del contenedor. El aerogenerador incluye aspas separables para un fácil almacenamiento cuando la unidad se está transportando dentro de la cámara interior del contenedor.

El aerogenerador aprovecha la energía del viento para su uso inmediato o la deposita en un medio de almacenamiento eléctrico (batería), como es conocido en la técnica y no necesita explicarse en detalle. En la actualidad existen diversos diseños y tipos de aerogeneradores, estos pueden ser desde un aspa a múltiples aspas, horizontales o verticales. En el mercado existen dos tipos de aerogeneradores, los aerogeneradores de eje vertical y los aerogeneradores de eje horizontal, cada uno con sus respectivas variantes, (dirección al viento, número de aspas, forma de las aspas, entre otros.

Para seleccionar el aerogenerador apropiado para el contenedor de la invención, es necesario realizar un análisis de viento de la zona en cuestión, este estudio indicará los vientos en la zona y cuanta energía es posible obtener de la zona. Por ejemplo en la presente invención se puede utilizar el generador tipo Savonius, que es considerado eficiente en el sentido de que puede funcionar a velocidades bajas de vientos, es silencioso y no genera vibraciones. La energía almacenada en las baterías se puede utilizar cuando hay poca luz solar o viento. Además, la estación está provista de al menos un generador / motor y un tanque de combustible asociado para almacenar combustible (por ejemplo, diesel) para potencia pico o suplementaria cuando los paneles solares, turbinas eólicas y medios de almacenamiento eléctrico no son suficientes.

En la presente invención, un banco de baterías (6) es colocado en el interior del contenedor en tres secciones, con un número similar de baterías para cada sección. El sistema generador de la invención utiliza la pluralidad de fotoceldas (2) para generar la energía requerida para la recarga de uno de los bancos de baterías y también por accionar los aerogeneradores cuando la velocidad de viento es insuficiente. Los aerogeneradores (3) son normalmente utilizados para la recarga de otro banco de baterías del contenedor de la invención.

En la presente invención, el sistema generador de energía (4) mediante motor de combustión interna, puede funcionar a base de gas natural, diesel, gasolina, alcohol, biodiesel u otro tipo de combustible.

Dicho sistema generador (4) se utiliza para la recarga de un tercer banco de baterías.

Los bancos de baterías (6) de la presente invención están conformados preferentemente por baterías de ion de litio de 10 kwh y 50 voltios, preferentemente con dimensiones aproximadas de 60 cm x 16 cm x 236 cm y con peso aproximado a 50 kg.

La colocación de las baterías dentro del contenedor (1) debe permitir el paso de corrientes de aire del sistema de enfriamiento y la interconexión se debe realizar con elementos que favorezcan la seguridad dentro del contenedor de la invención. La invención es particularmente ventajosa si se consideran la funcionalidad de dicho contenedor (1 ), tal como se aprecia en la figura 3, donde se observa que las estructuras soporte de celdas fotovoltaicas (1 1) pueden permanecer cerradas como indica 3-a, o moverse en forma angular como indica la figura 3-c a través de un pivote (12) que permite un giro hasta de 180° a las celdas fotovoltaicas. El sistema seguidor de sol de la presente invención es del tipo convencional y se trata de electrónica y mecanismo posicionador de celdas solares en ambas caras del contenedor .

Lo anterior hace a la presente invención particularmente ventajosa al lograr la captación de radiación solar en un porcentaje adecuado durante todo el día para encargarse del primer banco de baterías (14) a través de fotoceldas. Por la noche los aerogeneradores pueden seguir generando energía para la recarga del segundo banco de baterías (15). El tercer banco de baterías (16) se recarga de manera preferente con el generador (4) con motor de combustión interna.

El dispositivo de la presente invención tiene principal utilidad para proporcionar energía durante las horas pico de mayor demanda, cuando la energía tiene un costo mayor.

También dicho banco de baterías (16) puede ser cargado a partir de la energía eléctrica de la red en las horas de demanda mínima.

El contenedor adaptado como estación de suministro de electricidad y almacenamiento en baterías e interconexión a la red, de la presente invención puede incluir elementos que posibiliten generar desde 100 kw hasta SOOkw, o sumar contenedores para generar desde 500 kw hasta 2000 kw.

Aunque no se muestra en las figuras antes mencionadas, todos los conectores eléctricos, cables, sistemas de control, transformadores, se han proporcionado y no necesitan ser discutidos más aquí en la ¡dea de hacer más sencillo el texto. La mayoría de los componentes del contenedor de la invención se han obtenido de catálogos comerciales; en consecuencia, tales artículos no necesitan ser descritos. El funcionamiento del conjunto, como ya se ha mencionado, tiene una serie de conceptos que son muy fáciles de entender, a pesar de su complejidad. Obviamente, se entenderá que el conjunto es parte de un prototipo y, una vez aceptado, debe diseñarse finalmente mediante el cálculo de elementos finitos (estructura / fatiga / eléctrico / térmico ...) y, en consecuencia, el la geometría final, en lugar de la función, puede sufrir cambios.

El acero de los componentes del contenedor de la invención está sujeto al mismo tratamiento que las torres de aerogeneradores y considerando el tamaño de la torres de los aerogeneradores, se recomienda utilizar hormigón en la cimentación para proporcionar una mayor estabilidad y rigidez. En este caso, se ha realizado con moldes de hormigón prefabricado, con las placas de sujeción insertadas o para integrarse en el molde que están hechos con técnicas de prefabricación convencionales.

Todas las piezas de metal, una vez que han sido forjadas, están sujetas al esquema de pintura correspondiente, después de haber sido chorreadas,

La presente invención es particularmente ventajosa, ya que se puede utilizar como depósito de energía, en todos aquellos procesos donde se requiere el almacenamiento de energía para su posterior reutilización; tanto durante las horas punta como fuera de las horas punta. Representa un aumento en la eficiencia energética y la optimización de los recursos renovables, ya que permite el uso de rangos de potencia por debajo de los que se requieren actualmente para la alimentación. La invención no requiere sitios especiales, recursos hídricos, grandes obras civiles o terceros procesos y, por lo tanto, es perfectamente adecuada para economías y ubicaciones de todos los tipos.

Claims

REIVINDICACIONES

Habiendo descrito suficientemente mi invención, considero como una novedad y por la tanto reclamo como de mi exclusiva propiedad, lo contenido en las siguientes cláusulas:

1- Contenedor adaptado como estación de suministro de electricidad y almacenamiento en baterías e interconexión a la red, caracterizado por contener medios que permitan acomodar en su interior de manera estratégica diversos generadores de energía y el resto de componentes, asegurados para su traslado y posterior uso a través de montajes de accesorios adecuados para soportar dichos generadores durante su funcionamiento.

2.- El contenedor adaptado como estación de suministro de electricidad de conformidad con la cláusula 1 , caracterizado porque dicho contenedor (1) de suministro de electricidad puede transportar y soportar durante su funcionamiento: una pluralidad de celdas fotovoltaicas (2), una pluralidad de aerogeneradores (3), una planta generadora de energía (4), por medio de combustible, un banco de baterías (5), un sistema para levantar (6) la pluralidad de celdas fotovoltaicas y un sistema para enfriamiento (7) de las baterías y una pluralidad de inversores (8), la electrónica y otros medios para generar, almacenar y transferir energía eléctrica.

3.- El contenedor adaptado como estación de suministro de electricidad de conformidad con las cláusulas anteriores, caracterizada porque dicho contenedor comporta una forma de paralepípedo rectangular con paredes metálicas y estructuras adaptadas para tener movimiento angular y soportar celdas fotovoltaicas sobre ellas.

4.- El contenedor adaptado como estación de suministro de electricidad de conformidad con las cláusulas anteriores, caracterizado porque dichas celdas fotovoltaicas (2) son colocadas sobre estructuras soporte movibles desde la parte superior de las paredes de los costados de dicho contenedor y son levantadas mediante un sistema (6) de pistones que se accionan de manera automática con la señal de un sistema electrónico seguidor del sol , donde dichas estructuras con celdas fotovoltaicas (2) se mueven en forma angular, con medios para asegurar selectivamente dichos paneles solares en una posición de almacenamiento o en una posición de generación de energía solar al ser movidos por dicho sistema (6) y dispuestos de una manera de aprovechar al máximo la superficie de las celdas expuesta al sol.

5.- El contenedor adaptado como estación de suministro de electricidad de conformidad con las cláusulas anteriores, caracterizado por un sistema de elevación del contenedor (1) de la invención, donde dicho pistón o actuador (26) se muestra elevando la estructura soporte (21 ) de celdas fotovoltaicas, en un ángulo superior a los 90 grados, un rodamiento o bisagra (23) como elemento mecánico giratorio de eje horizontal, dispuesto en la parte superior de dicha estructura soporte (21) y que permite elevar dicha estructura soporte a través del punto de apoyo que dispone de la unión articular ( 24) sobre los costados laterales de dicha pared y en su parte media dispone una abrazadera (27) de fijación de dicho actuador limitador del desplazamiento, permitiendo no obstante cierto grado de tolerancia en sentido axial.

6.- El contenedor adaptado como estación de suministro de electricidad de conformidad con las cláusulas anteriores, caracterizado por soportar en su parte superior al menos 6 aerogeneradores colocados 4 en cada esquina y dos en la parte intermedia de la parte superior de las paredes laterales mayores.

7.- El contenedor adaptado como estación de suministro de electricidad de conformidad con las cláusulas anteriores, caracterizada por aerogeneradores soportados (18) sobre vigas (19) generalmente ocultas bajo la tapa superior (20) del contenedor, donde dichas vigas (19) permiten contener las fuerzas de vientos.

8.- El contenedor adaptado como estación de suministro de electricidad de conformidad con las cláusulas anteriores, caracterizada por estructuras soporte (1 1) de los paneles solares, orientadas hacia el exterior del contenedor, que incluye bisagras o cuñas (12) reforzadas montadas en las paredes que se incrustan en los travesaños superiores del contenedor para mantenerlo unido y en posición deseada y movidos por los brazos actuadores (6) que permiten una rotación de 180°.

9.- El contenedor adaptado como estación de suministro de electricidad de conformidad con las cláusulas anteriores, caracterizado por un sistema de elevación de una estructura soporte (21) de celdas fotovoltaicas, que incluye un rodamiento o bisagra (12) como elemento mecánico giratorio de eje horizontal, dispuesto en la parte superior de la estructura soporte (21 ) y que permite elevar dicha estructura soporte a través del punto de apoyo que dispone de la unión articular ( 24) sobre los costados laterales de dicha pared y en la parte media del actuador (6) se dispone una abrazadera (27) de fijación de dicho actuador limitador del desplazamiento, permitiendo no obstante cierto grado de tolerancia en sentido axial, dicha unión articular soporta la parte superior de dicho pistón (26) mediante el pasador (25) a dicha pared lateral en una parte intermedia, dicho pistón (26) se sujeta a la pared frontal (42) de dicho contenedor mediante la unión articular (28) y el pasador (29) y el pistón es actuado mediante una manivela (32) que se gira a través de una palanca o manguito (24) para accionar el actuador (6) que se encarga de elevar dicha estructura soporte (21) de celdas fotovoltaicas.