APLICACIÓN DE LA INVENCIÓN

La invención consiste en un sistema de recarga para módulos de generación de energía eléctrica para uso doméstico e industrial.

ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN

Desde siempre, el desarrollo de la actividad humana se halla directamente ligada al uso de la energía en sus distintas formas. Desde el primitivo uso del fuego en la antigüedad, hasta nuestros días, la energía ha sido factor de bienestar y elemento indispensable en la transformación de la naturaleza.

Un problema permanente que ha tenido la humanidad para generar energía utilizable, es la escasez y el costo de obtención de energéticos así como su proceso de transformación. Este problema se recrudece con la disminución de recursos energéticos tradicionales como el gas natural, el carbón y el petróleo, por lo que se vuelve indispensable el desarrollo de fuentes alternativas que vengan a solucionar el problema de costos relacionados con la producción de energía y disminuir la afectación ambiental derivada de dicha producción.

Una de las fuentes aprovechables y aparentemente inagotables de energía es el sol. Sin embargo, hasta ahora las tecnologías de aprovechamiento de la energía solar requieren del uso de celdas para absorber la energía que conforme se requiera una mayor cantidad de energía, las celdas deben ser de mayor tamaño y conectarse en mayor número, requiriendo de grandes espades y gran inversión en celdas o péneles solares. Otra limitación que presenta este tipo de tecnologías es la disponibilidad de luz solar, subsanándose este inconveniente con sistemas de almacenamiento de la energía para su uso posterior, los cuales a la fecha siguen siendo limitados en su capacidad de almacenamiento.

Continuando con otras fuentes de energía, la eóllca es otra fuente que se empieza a aprovechar en mayor grado dados los desarrollos de nuevas tecnologías de turbinas o aerogeneradores. Aun en la actualidad el aprovechamiento de esta energía requiere de grandes Inversiones por el costo de las turbinas y las dificultades para ubicarlas e instalarlas.

BREVE DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS

La figura 1 representa el diagrama de fuerza del módulo de control para funcionar a 24 voltios de corriente continua, donde pueden apreciarse el inversor de corriente (1), los bancos de baterías (2), el cargador (3), el alternador (4), así como la disposición de las conexiones entre estos componentes y los solenoldes de trabajo (Q y los solenoldes de recarga

(R).

La figura 2. representa un diagrama de conexión del Inversor de corriente (1) el alternador (4) y las cajas de control de carga y descarga (5)

La figura 3. Representa el diagrama eléctrico del módulo de control, donde puede apredanse la configuración de la conexión entre cada selector de arranque (SW1P1), los temporizadores (T) y los solenoldes de trabajo

(Q. DESCRIPCIÓN DE LA INVENCIÓN

La presente invención trata de un sistema modular para la recarga de generadores de energía eléctrica y de transformación de voltaje conforme a la necesidad que se tenga de suministro eléctrico, denominándolo sistema modular por su capacidad de escalar su potencia eléctrica en base al acoplamiento de módulos adicionales en cada configuración posible de este sistema.

La Invención consiste primeramente en un módulo de control de la carga, descarga de bancos de baterías (2) y de transformación de corriente (en adelante "módulo de control").

En una de sus formas de configuración el módulo de control cuenta con al menos 4 bancos de baterías, conformándose cada uno de dichos bancos por 8 acumuladores eléctricos de capacidad variable según se requiera, podiendo ser acumuladores de placas de plomo y áddo o de litio, o bien, cualquier otro acumulador o batería recargable. Cada uno de estos bancos de baterías se conectan individualmente a un par de solenoides que denominaremos "solenoides de trabajo" (C), para diferenciarlos de los solenoides de recarga (R) Integrados en este mismo módulo de control. Por cada banco de baterías (2) conectado al módulo de control, hay un par de solenoides de trabajo (C), siendo un sotenokte positivo y un solenoide negativo por cada banco de baterías (2). Los pares de solenoides de trabajo (C) se conectan a una caja de control PLC o a temporizadores manuales, dependiendo del grado de automatización que se busque dar al proceso de alternar el trabajo de cada banco de baterías (2) en el funcionamiento del módulo de control, contando con un medidor de carga para cada banco de baterías (2). Los solenoides a su vez se conectan a partir de la caja de control PLC (5) o de los temporizadores (T) manuales a un Inversor de corriente (1) de 15,000 Watts el cual convierte la corriente directa proveniente de los bancos de baterías (2) en corriente alterna monofásica o trifásica, dependiendo si esta característica del Inversor (1) se requiere para efectos de alimentar un motor impulsor ubicado en el módulo base.

La ceda de control PLC (5) tiene conectado un cargador de corriente directa (3) desde donde se alternan los periodos de carga a cada banco de baterías (2). Dichas cargas se van alternando a cada uno de dichos bancos de manera automática por la disposición de un par de solenoides de carga por cada banco de baterías (2). Cada par de solenoides de carga se conforma por un solenoide positivo y uno negativo, los cuales se encuentran conectados al cargador de conlente (5). Este cargador de conlente (5) se encuentra permanentemente en funcionamiento, siendo cada par de solenoides de caiga los que abren y cortan el flujo de caiga hada cada banco de baterías (2), conforme el nivel de carga de cada uno de dichos bancos de baterías (2) llega a un nivel de descarga después de haber alimentado al inversor de corriente (1). Bajo esta configuración, al encontrarse el sistema en funcionamiento, el módulo de control fondona en ddos de carga y descarga de los bancos de batería (1) en un trabajo alternado de alimentar al Inversor de corriente (1).

La salida de corriente alterna del inversor alimenta un variador de voltaje el cual se conecta a su vez a un motor Impulsor que se encuentra Integrado al módulo base de generación de energía.

El módulo base comprende un variador de voltaje, siendo este variador de al menos el doble de capacidad del motor Impulsor, de manera que soporte los picos de arranque de dicho motor impulsor. B motor impulsor en el módulo base es de manera preferente un motor trifásico de 5hp, de bada revolución y alto torque. A este motor se acopla una transmisión con una relación capaz de convertir de 450 a 1800 las revoluciones del motor Impulsor hasta los 25Kw de capacidad de salida del generador, y de 1000 a 1800 revoluciones para los módulos donde el generador tenga una capacidad de salida superior a los 25Kw. La transmisión a su vez se acopla a un generador eléctrico cuya salida puede ser monofásica o trifásica, conforme sea el tipo de energía eléctrica que se producirá con este sistema. El generador cuenta con una pantalla que despliega la frecuencia de salida eléctrica, pudiendo regularse esta frecuencia a 60 ó 50 hz, dependiendo de la frecuencia requerida por la red eléctrica a alimentar. Esta configuración del módulo base permite ajustar los parámetros de torque, velocidad y polos o voltaje para establecer la frecuencia de salida del generador a los requerimientos de la red eléctrica. La capacidad del generador que comprende este módulo base es al menos un 35% superior al total de la demanda calculada en la red a alimentar, de manera que soporte los picos de demanda que ocurren con el arranque de artefactos eléctricos conectados a la red que alimenta este sistema. Entre la salida del generador y la conexión a la red eléctrica, se ubica un regulador electromagnético de voltaje, el cual convierte la demanda total de energía en una onda senoidal pura. El generador utilizado en este módulo base tiene preferentemente una capacidad no mayor a 8Kw.

Hasta la configuración actualmente descrita del módulo de control y el módulo base, el sistema puede utilizarse para alimentar de energía eléctrica una demanda promedio de 5Kw/hr, quedando la capacidad excedente del generador como el rango de tolerancia que se establece en toda red eléctrica a partir del cálculo de la demanda total.

Para Incrementar la capacidad de generación del sistema, la configuración comprende, en un primer escalamiento, utilizar la salida del generador del módulo base para alimentar un motor impulsor dispuesto en un segundo módulo de generación de electricidad. El motor en este segundo módulo puede ser de una capacidad de 7.5hp el cual se halla acoplado a una transmisión de una relación similar a la transmisión que se ubica en el módulo base. La transmisión en este segundo módulo se acopla a su vez a un generador eléctrico con una capacidad de hasta HKw.

Atendiendo a esta secuencia modular del sistema de generación objeto de la presente Invención, la salida del generador del segundo módulo se conecta a un motor impulsor ubicado en un tercer módulo de generación, siendo este motor de una capacidad superior a la del motor del segundo módulo, teniendo este tercer módulo acoplamientos con una transmisión y con un generador eléctrico, en una configuración Idéntica a la del módulo base y del segundo módulo, elevándose con cada módulo subsecuente la potencia del motor impulsor y la capacidad del generador eléctrico, lo cual se ejemplifica con la siguiente tabla:

Siguiendo esta configuración escalable basada en el acoplamiento subsecuente de módulos de generación de mayor capacidad, el sistema puede contener tantos módulos subsecuentes, cada uno de capacidad superior al módulo previo conectado al sistema, como existan motores y generadores de mayor capacidad. En otra configuración dei sistema, cada módulo puede comprender generadores eléctricos con transmisión Integrada, requiriéndose con estas características solamente un acoplamiento entre el motor Impulsor y el generador eléctrico de cada módulo de generación.