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ES2362851B1 - Método para la generación de energ�?a, e instalación para llevar a cabo dicho método. - Google Patents

Método para la generación de energ�?a, e instalación para llevar a cabo dicho método. Download PDF

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ES2362851B1 ES201130697A ES201130697A ES2362851B1 ES 2362851 B1 ES2362851 B1 ES 2362851B1 ES 201130697 A ES201130697 A ES 201130697A ES 201130697 A ES201130697 A ES 201130697A ES 2362851 B1 ES2362851 B1 ES 2362851B1
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Abstract

Método para la generación de energía, e instalación para llevar a cabo dicho método#El método comprende las etapas de:#- Bombeo de agua desde una zona baja (3) hasta una zona alta(4);#- Suministro del agua bombeada a una cuenca receptora (2);#- Descenso del agua bombeada por medio de un canal de aprovechamiento de la energía (1);#- Paso del agua a través de un conjunto de estaciones de generación (7), y aprovechamiento de la energía cinética del agua.#La instalación comprende:#- Una estación de bombeo (5), que bombea el agua desde una zona inferior a una zona superior;#- un conducto de elevación de agua (6);#- un canal de aprovechamiento de la energía (1), que recoge el agua elevada por la estación de bombeo (6); y#- Una pluralidad de estaciones de generación (7) dispuestas a lo largo del canal de aprovechamiento de la energía (1).

Description

Método para la generación de energía, e instalación para llevar a cabo dicho método.
La presente invención tiene por objeto un método para la generación de energía eléctrica mediante el bombeo de agua de mar o tomada de ríos en zonas próximas a la desembocadura a una altura elevada, la canalización de esa agua y la recuperación de la energía cinética y gravitatoria mediante la instalación de un conjunto de turbinas a lo largo del recorrido de descenso.
Esta invención permite la producción de la energía eléctrica limpia, ecológica, barata y en cantidad inagotable. Estado de la técnica
Los cursos de agua son aprovechados para la generación de energía, mediante Existen turbinas de dos tipos Son numerosos los dispositivos de aprovechamiento de la energía del agua, particularmente en cursos de agua y en saltos de agua.
ES 2 195 789 describe una instalación para la producción energética que consiste en disponer de modo yuxtapuesto un conjunto de generadores. Se utilizan cursos de agua preexistentes y no contempla el suministro de agua a zonas altas para su reutilización.
Sin embargo, en todos los casos dicho aprovechamiento está limitado por la cantidad de agua disponible. Objeto de la invención
Es, por tanto, objeto de la presente invención un método para la generación de energía en la que se elimine el inconveniente de la disponibilidad del agua mediante el bombeo en una o más etapas desde una zona baja, tal como el mar o la desembocadura de un río, a una zona alta, tal como una zona montañosa, y el aprovechamiento de la energía del agua mediante una pluralidad de generadores dispuestos a lo largo del recorrido que el agua realiza hasta alcanzar de nuevo la cota baja. El curso de agua puede ser natural o artificial.
La instalación requerida comprende:
•
Al menos una bomba para el bombeo de agua desde una zona baja a una zona alta;
•
Al menos una conducción de elevación del agua bombeada desde la zona baja a la zona alta; dicha conducción deberá ser una conducción cerrada;
•
Al menos una conducción de descarga por gravedad hacia una zona baja del agua aportada a la zona alta (canal de aprovechamiento de la energía); dicha conducción podrá ser una conducción abierta o cerrada; dicha conducción puede ser una conducción natural, tal como un curso de agua existente, o una conducción artificial;
•
Un conjunto de estaciones de generación dispuestas a distancias regulares o irregulares de aprovechamiento de la energía del agua en circulación; dichas estaciones de generación pueden estar formadas por uno o más generadores de palas, o de cualquier otro tipo.
Los canales de aprovechamiento de la energía, a plena capacidad, llevarán agua suficiente para mover unas palas armadas en al menos una rueda o turbina dispuesta en cada estación de generación, esta moverá a su vez, posiblemente, un multiplicador, que según una opción moverá dos generadores de un megavatio uno a cada lado del canal, lo cual permitirá un correcto equilibrio y adecuado aprovechamiento de la potencia del agua.
También dependiendo del canal y del caudal, las estaciones de generación irán colocadas con sus generadores cada 15 ó 20 metros, es decir unas 50 estaciones de generación cada 1000 metros.
Así pues, el agua del mar es subida a tierra y aprovechando el desnivel de retorno se aprovecha también su energía potencial y cinética para mover las turbinas de las estaciones de generación y proporcione energía eléctrica durante su tránsito de retorno hacia el mar.
Una gran ventaja de la invención que se propone, es la eliminación de contaminantes, tales como el CO2 producido por la combustión de combustibles fósiles.
La evaporación que se produce a lo largo del recorrido canalizado, por ejemplo en las zonas de las estaciones generadoras, ayuda a la disolución de oxígeno en el agua, y a evaporación, humidificando el aire circundante, con las ventajas medioambientales que ello conlleva. El agua elevada o el vapor de agua que se genera pueden también servir para alimentar estaciones de potabilización que permiten el suministro a la población o para riego de cultivos.
Las turbinas motoras pueden ser de palas o de álabes; los primeros de eje vertical u horizontal transversal, y los últimos de eje longitudinal al flujo del agua.
Cada turbina puede estar conectada a uno o más generadores eléctricos, directamente o por medio de un multiplicador de revoluciones. Breve descripción de los dibujos
Con objeto de ilustrar la explicación que va a seguir, adjuntamos a la presente memoria descriptiva, hojas de dibujos, en las que en figuras se representa la esencia de la presente invención, y en las que:
La figura 1 muestra un esquema de un territorio que tiene unas zonas montañosas elevadas y unas zonas bajas marítimas, en el que se han dispuesto un conjunto de conducciones de elevación y de canales de descenso y aprovechamiento energético;
La figura 2 muestra un esquema del perfil de una conducción de elevación y canal de descenso;
La figura 3 muestra un esquema de un canal de descenso provisto de un conjunto de estaciones de aprovechamiento energético;
La figura 4 muestra un ejemplo de realización de una turbina de aprovechamiento de la energía de la corriente del agua, en que las turbinas están dispuestas en horizontal y son giratorias con respecto a un eje vertical;
La figura 5 muestra otro ejemplo de realización alternativa a la de la figura 4, en que las turbinas están dispuestas en vertical, y son giratorias con respecto a un eje horizontal. Descripción de los modos de realización de la invención
Según una primera realización de la invención se describe un método para la generación de energía, que comprende las fases de:
• bombeo y elevación del agua a una zona alta
(4) desde una zona baja (3) marítima o en zona próxima a la desembocadura de un río; la zona alta (4) puede ser, por ejemplo, una zona montañosa, y la zona baja (3) puede ser, por
3 4
ejemplo la orilla del mar o la desembocadura de un río; el agua se suministra a una cuenca receptora (2) que canaliza esa agua hacia un canal de descenso, que denominaremos canal de aprovechamiento de la energía (1), pudiendo ser dicho canal un cauce natural o una canalización artificial;
• accionamiento de un conjunto de turbinas en el descenso del agua desde la zona alta (4) a la zona baja (3) o a una zona de altura intermedia entre la zona alta y la zona baja. Las turbinas se encuentran dispuestas en serie a distancias regulares o irregulares.
Conforme a la invención, se considera adecuado el yuxtaponer generadores eléctricos cada pocas decenas de metros.
La energía eléctrica producida por las turbinas alimentará unas estaciones de bombeo (5) y la energía sobrante será aprovechada para distintos usos domésticos o industriales..
Se refiere también la presente invención en una instalación para llevar a cabo el método anteriormente descrito, según se describe en la reivindicación 4. La instalación, comprende:
• Al menos una estación de bombeo (5), que bombea el agua desde una zona inferior a una zona superior;
•
Al menos un conducto de elevación de agua (6);
•
Al menos un canal de aprovechamiento de la energía (1), que recoge el agua elevada por la estación de bombeo (6);
•
Una pluralidad de estaciones de generación (7) dispuestas a lo largo del canal de aprovechamiento de la energía (1); como se ha indicado, se considera idóneo el colocar un generador cada pocas decenas de metros, de modo que el aprovechamiento energético sea máximo.
Obviamente, dentro del ámbito de la invención podrá haber distintas estaciones de bombeo (5) desde distintos orígenes, para un solo canal de aprovechamiento de la energía (1), así como una única estación de bombeo (5) pueda suministrar agua a múltiples canales de aprovechamiento de la energía (1).
Según una realización, las estaciones de generación (7) comprenden turbinas (8) del tipo de eje vertical; en el canal de aprovechamiento de la energía (1) se dispondrán dispositivos de estrechamiento (9) que aumentarán la velocidad de tránsito del agua y moverá más deprisa la turbina. En una realización alternativa las estaciones de generación comprenderán turbinas de eje horizontal, como las representadas esquemáticamente en la figura 5.
5 6

Claims (11)

  1. REIVINDICACIONES
    1. Método para la generación de energía, que comprende las etapas de:
    •
    Bombeo de agua desde una zona baja (3) hasta una zona alta (4);
    •
    Suministro del agua bombeada a una cuenca receptora (2);
    •
    Descenso del agua bombeada por medio de un canal de aprovechamiento de la energía (1);
    •
    Paso del agua a través de un conjunto de estaciones de generación (7), y aprovechamiento de la energía cinética del agua.
  2. 2.
    Método, según la reivindicación 1, caracterizado porque comprende el suministro y recepción desde embalses intermedios entre la zona alta y la zona baja.
  3. 3.
    Método, según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque los generadores que forman las estaciones de generación (7) comprenden medios de conexión/desconexión en función de la demanda energética.
  4. 4.
    Instalación para llevar a cabo el método de la reivindicación 1, caracterizado porque comprende:
    •
    Al menos una estación de bombeo (5), que bombea el agua desde una zona inferior a una zona superior;
    •
    Al menos un conducto de elevación de agua (6);
    •
    Al menos un canal de aprovechamiento de la energía (1), que recoge el agua elevada por la estación de bombeo (6);
    •
    Una pluralidad de estaciones de generación (7) dispuestas a lo largo del canal de aprovechamiento de la energía (1).
  5. 5.
    Instalación, según la reivindicación 4, caracterizada porque comprende además un conjunto de embalses intermedios entre la zona alta y la zona baja.
  6. 6.
    Instalación, según cualquiera de las reivindicaciones 4 a 5, caracterizada porque el canal de aprovechamiento de la energía (1) es un curso de agua natural.
  7. 7.
    Instalación, según cualquiera de las reivindicaciones 4 a 5, caracterizada porque el canal de aprovechamiento de la energía (1) es un curso de agua artificial.
  8. 8.
    Instalación, según cualquiera de las reivindicaciones 4 a 7, caracterizada porque las estaciones de generación (7) comprenden turbinas (8) de eje vertical, comprendiendo el canal de aprovechamiento de la energía (1) un estrechamiento por cada turbina.
  9. 9.
    Instalación, según cualquiera de las reivindicaciones 4 a 7, caracterizada porque las estaciones de generación (7) comprenden turbinas (8) de eje horizontal.
  10. 10.
    Instalación, según cualquiera de las reivindicaciones 8 y 9, caracterizada porque se dispone un elemento multiplicador entre la turbina (8) y el generador o los generadores eléctricos que éstas mueven.
    OFICINA ESPAÑOLA DE PATENTES Y MARCAS
    N.º solicitud: 201130697
    ESPAÑA
    Fecha de presentación de la solicitud: 03.05.2011
    Fecha de prioridad:
    INFORME SOBRE EL ESTADO DE LA TECNICA
    51 Int. Cl. : F03B13/06 (2006.01) E02B9/00 (2006.01)
    DOCUMENTOS RELEVANTES
    Categoría
    Documentos citados Reivindicaciones afectadas
    X
    EP 1650430 A1 (DE WIJNGAERT ACHILLE ANDRE) 26.04.2006, resumen; párrafos 6,9,15,23-37,51; figuras. 1,2,4,5,7,8
    X
    US 5396393 A (THURIES EDMOND et al.) 07.03.1995, resumen; columna 4, líneas 12-17; figura 1. 1,3,4,7
    X
    GB 2376270 A (WU SHIANG-HUEI) 11.12.2002, todo el documento. 1-4,5,7
    X
    US 4443707 A (SCIERI FRANK et al.) 17.04.1984, resumen; columna 1, líneas 13-25,36-51, columna 2, líneas 9-37,45-54; figuras. 1,4,7
    X
    US 2011027107 A1 (BEKKEN BJOERN) 03.02.2011, todo el documento. 1,4,7
    X
    GB 2454260 A (LIN HSIEN-MING) 06.05.2009, todo el documento. 1,2,4,5,7
    Categoría de los documentos citados X: de particular relevancia Y: de particular relevancia combinado con otro/s de la misma categoría A: refleja el estado de la técnica O: referido a divulgación no escrita P: publicado entre la fecha de prioridad y la de presentación de la solicitud E: documento anterior, pero publicado después de la fecha de presentación de la solicitud
    El presente informe ha sido realizado • para todas las reivindicaciones • para las reivindicaciones nº:
    Fecha de realización del informe 01.07.2011
    Examinador P. Del Castillo Penabad Página 1/4
    INFORME DEL ESTADO DE LA TÉCNICA
    Nº de solicitud: 201130697
    Documentación mínima buscada (sistema de clasificación seguido de los símbolos de clasificación) F03B, E02B Bases de datos electrónicas consultadas durante la búsqueda (nombre de la base de datos y, si es posible, términos de
    búsqueda utilizados) INVENES, EPODOC
    Informe del Estado de la Técnica Página 2/4
    OPINIÓN ESCRITA
    Nº de solicitud: 201130697
    Fecha de Realización de la Opinión Escrita: 01.07.2011
    Declaración
    Novedad (Art. 6.1 LP 11/1986)
    Reivindicaciones Reivindicaciones 1-10 SI NO
    Actividad inventiva (Art. 8.1 LP11/1986)
    Reivindicaciones Reivindicaciones 1-10 SI NO
    Se considera que la solicitud cumple con el requisito de aplicación industrial. Este requisito fue evaluado durante la fase de examen formal y técnico de la solicitud (Artículo 31.2 Ley 11/1986).
    Base de la Opinión.-
    La presente opinión se ha realizado sobre la base de la solicitud de patente tal y como se publica.
    Informe del Estado de la Técnica Página 3/4
    OPINIÓN ESCRITA
    Nº de solicitud: 201130697
    1. Documentos considerados.-
    A continuación se relacionan los documentos pertenecientes al estado de la técnica tomados en consideración para la realización de esta opinión.
    Documento
    Número Publicación o Identificación Fecha Publicación
    D01
    EP 1650430 A1 (DE WIJNGAERT ACHILLE ANDRE) 26.04.2006
  11. 2. Declaración motivada según los artículos 29.6 y 29.7 del Reglamento de ejecución de la Ley 11/1986, de 20 de marzo, de Patentes sobre la novedad y la actividad inventiva; citas y explicaciones en apoyo de esta declaración
    Se considera que el documento D01 es, del estado de la técnica, el más próximo al objeto reivindicado. Este documento D01 (las referencias se refieren a este documento) describe (resumen; párrafos 6, 9, 15, 23-37, 51; figuras) un método para la generación de energía eléctrica, que comprende las etapas de:
    -Bombeo de agua desde una zona baja (13) hasta una zona alta (2) -Descenso del agua bombeada por medio de una salida (4) -Paso del agua a través de estaciones de generación (7,12) y aprovechamiento de la energía cinética del agua.
    También describe una instalación para llevar a cabo este método que comprende:
    -Una estación de bombeo (19), que bombea el agua desde una zona inferior a una superior -Un conducto de elevación del agua (18) -Una salida (4), que recoge el agua elevada por la estación de bombeo -Estaciones de generación entre la zona superior a la inferior
    Las únicas diferencias entre las reivindicaciones 1 y 4 de la solicitud y D01 estriban en la existencia de una cuenca receptora (en lugar de una salida) y un canal (en lugar de otro tipo de conducción), que son opciones de diseño conocidos en el sector técnico de las centrales hidráulicas y que el experto en la materia implementaría en la invención objeto de solicitud sin hacer uso de actividad inventiva. Por tanto estas reivindicaciones carecen de actividad inventiva.
    A la vista del documento D01, el resto de reivindicaciones son cuestiones prácticas, las cuales son conocidas previamente del documento citado o son obvias para un experto en la materia, por lo que carecen de actividad inventiva. Por ejemplo, las reivindicaciones 2 y 5 carecen de actividad inventiva ya que el método y la instalación recogidos en D01 comprenden un depósito intermedio entre el depósito alto y el bajo.
    Por todo lo anterior las reivindicaciones 1-10 de la solicitud son nuevas pero carecen de actividad inventiva según los artículos 6 y 8 de la Ley 11/86 de Patentes.
    Informe del Estado de la Técnica Página 4/4
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