MEMORIA DESCRIPTIVA:

La presente Invención divulga una Hidroeléctrica Autosustentable que no emite contaminación. Se refiere a un sistema de elevación de agua de mar, lago o río, para dejarla caer posteriormente a una turbina convencional, para generación de energía eléctrica.

Todos los elementos usados en esta Innovación se pueden adquirir actualmente en el mercado.

Existe una gran demanda de energía eléctrica, dado al gran crecimiento de las Economías Mundiales y Demográficas, y en su producción se utilizan en un 60% a nivel mundial Termoeléctricas a Carbón o Petróleo que son los elementos más contaminantes.

Con el desarrollo de los autos eléctricos crece la demanda de electricidad, porque si para cargar un auto eléctrico, que no contamina, se debe cargar con electricidad que produce alta contaminación, el auto eléctrico pierde todo sentido.

Por esta razón tiene tanto sentido esta nueva Hidroeléctrica Autosustentable que no emite contaminación de ningún tipo, que pretende contribuir a las energías renovables ya existentes, pero con un costo muy por debajo de la energía eólica y la fotovoltaica, etc.

Campo de aplicación:

La invención orienta su aplicación hacia las empresas, entidades públicas y privadas que requieren generar energía eléctrica por medio de generación hidroeléctrica. Problema de la técnica:

Proveer de un medio de generación de energía eléctrica de costo de implementación mucho menor y con mayor producción eléctrica con respecto de medios, sistemas o plantas existentes.

Estado de la Técnica:

Existen diversas formas para generar o producir energía eléctrica, por ejemplo; granjas de energía fotovoltaica, plantas Eólicas, Marea-Motriz, combustibles fósiles.

La hidroeléctrica de la invención es completamente diferente y totalmente nueva y tiene grandes ventajas, como es la seguridad de recursos hídricos para que funcione (mar o lago), cualesquiera sean las condiciones meteorológicas ya que el mar es inmenso y está por todo el planeta.

Esta hidroeléctrica también podría ser instalada en un gran lago con suficientes recursos hídricos.

Otra de las ventajas de esta hidroeléctrica es que se puede instalar cerca de las grandes ciudades o pueblos que estén cerca de estos recursos hídricos.

También tiene ventajas económicas con respecto a Granjas de Energía Fotovoltaica y también con respecto a Energía Eólica, y Energía Marea- Motriz, ya que el costo de implementación es mucho menor y con mayor producción Eléctrica con respecto a las antes mencionadas.

En el estado de la técnica es posible encontrar patentes relacionadas con la generación de energía hidroeléctrica, pero que difieren de la presente invención, por ejemplo:

La solicitud de patente CL 201501430 divulga un: "Sistema de turbina hidroeléctrica que comprende una base para una turbina hidroeléctrica, en que la base comprende al menos cuatro patas y en que la posición de al menos una pata respecto de al menos otra pata es variable; y un método, se trata de un sistema de turbina hidroeléctrica y en particular a una base estabilizada sobre la cual va montada la turbina hidroeléctrica, la que proporciona una mayor estabilidad, al mismo tiempo que reduce el peso y el costo del sistema, pero sin requerir el uso de pilotes u otras operaciones complejas de fijación, lo cual simplifica significativamente la instalación de la turbina".

La solicitud de patente CL 201201313 se refiere a un: "Dispositivo de control de paso para una central de energía eólica o hidroeléctrica que comprende un motor síncrono y una unidad de conmutador de funcionamiento del motor para conmutar entre operación normal y operación de emergencia".

Breve descripción de las figuras:

La Fig. 1, muestra en perspectiva el motor generador eléctrico y la turbina. La Fig. 2, muestra central sumergida, el generador, la turbina y las conexiones

La Fig. 3, muestra el generador, la turbina y la circulación de agua.

La Fig. 4, muestra central a orilla de mar o terrestre.

La Fig. 5, muestra acumulador de agua

La Fig. 6, muestra la central orilla de mar o terrestre con tubos de entrada de agua a recinto superior.

La Fig. 7, muestra un detalle de la central orilla de mar o terrestre.

La Fig. 8, muestra la central orilla de mar y la central sumergida como conjunto.

Descripción detallada de la invención:

Esta hidroeléctrica es un sistema binario que se compone de dos Centrales conectadas a través de unos tubos entre sí, que trabajan en sincronía para producción de energía eléctrica.

Se trata de conectar una Central que va posicionada en la orilla del mar, con otra que va a una profundidad dentro del mar, a través de tubos que están diseñados para hidroeléctricas.

La central sumergida funciona por la presión natural que ejerce el agua sobre la estructura, que está compuesta por hormigón y fierro, y que contiene en su interior todos los elementos necesarios para su funcionamiento. Esta estructura tiene en la parte superior varias entradas de agua a través de tubos que convergen en un solo tubo de entrada a la turbina Francis, la cual recibe toda la presión de agua, haciendo girar la turbina, que a su vez hace girar el Generador produciendo electricidad.

Esto es producido por una diferencia de presión, ya que los tubos inferiores están a Bares negativos o baja presión, la que está provocada por la Central que está ubicada a la orilla del mar, la cual produce esta baja de Bares mediante un motor especialmente diseñado para crear tal efecto.

Esta diferencia de presión hará que el agua alcance una velocidad suficiente para mover la turbina Francis de la Central en el agua y la Central en la orilla del mar, ya que trabajan en sincronía.

Esta Central a la orilla del mar puede ser construida a ras de la orilla del mar.

La Central que está dentro del agua recibe presión de acuerdo a la profundidad establecida y evaluada que a mayor profundidad tendrá mayor presión que será a requerimiento de la hidroeléctrica.

Existen actualmente todos los componentes para ser utilizados libremente en el mercado, desde hace décadas, por ejemplo, los tubos de plástico que son especiales para hidroeléctricas, la Turbinas Francis, los Generadores, las Válvulas Solenoides de corte o de paso de agua, Cables eléctricos Submarinos que se pueden manejar desde una Central de Monitoreo.

Esta Invención podría construirse empleando este u otros diseños arquitectónicos, para contener todos los elementos antes descritos.

La Hidroeléctrica Autosustentable soluciona el problema de la contaminación en la producción de Energía Eléctrica, ya que no emite ningún tipo de contaminantes.

La presente Invención trata de una Central Hidroeléctrica Autosustentable a gran escala, que no depende del agua de un río o de una represa de agua.

Toda la construcción se hará en una planta acondicionada para tal efecto.

Una vez terminada esta estructura con todas las maquinarias, tuberías, red eléctrica, turbinas, generador eléctrico, será necesario sumergir en el mar a una profundidad predeterminada para lograr una presión natural que equivale a una atmósfera por cada 10 metros de profundidad, más la presión atmosférica a nivel del mar, que significa una atmósfera más de presión:

A 20 metros de profundidad hay 3 atmósferas de presión por pulgada cuadrada.

Por otra parte, esta Central sumergida lleva la tubería hacia la costa, que se conecta con un sistema de vacío, que va instalado en la Central ubicada a la orilla del mar.

Esta Central de la orilla del mar contiene un motor a pistones o compresor movidos por un motor eléctrico que le da altas RPM, para sacar el aire de las tuberías creando presión negativa, que se mide en baja de Bares. Un Bar negativo tiene la fuerza para elevar el agua a 14 metros de altura.

Con esta máquina que es capaz de producir gran cantidad de Bares negativos se podría elevar el agua a cientos de metros con un mínimo de energía, sin embargo, lo que se pretende no es elevar el agua, sino darle velocidad para hacer girar la Turbina Francis de la Central de la orilla del mar.

La Central sumergida tiene en la parte superior de la estructura varias entradas de agua a presión que convergen en un solo tubo, que va directo a la Turbina Francis, entregándole la presión necesaria para girar y producir con el motor eléctrico Energía Eléctrica.

Para una mejor descripción seguiremos el circuito del flujo de agua que ingresó por la parte superior de la Central Sumergida, ya que esta agua que entra a muy alta presión hace rotar la Turbina Francis y también mueve el generador eléctrico acoplado a la ella generando electricidad de inmediato.

El agua pasa por dos bombas eléctricas situadas a la salida de la Turbina Francis, estas bombas impulsoras de agua solamente funcionarán en caso de ser necesarias, todo esto es monitoreado desde la Central de la Orilla del Mar. Características de la Centra de la Orilla del Mar:

Esta Central estará instalada a poca altura del nivel del mar, o al mismo nivel del mar, o bajo el nivel del mar (con lo que se evitaría la contaminación visual del borde marino) o según requerimiento del proyecto.

Ampliación de descripción de Hidroeléctrica Autosustentable de acuerdo a la propuesta de la invención:

Una de ellas se ubica en el lecho marino a una profundidad que tiene un resultado a establecer según requerimientos del proyecto, dependiendo básicamente de dos factores:

Uno de los factores es la presión, y el otro depende de la profundidad de esta estructura, ya que cada 10 metros de columna de agua se ejerce la presión de 1 Bar por pulgada al cuadrado, más la presión atmosférica de aire que representa 1 Bar más.

A 10 metros tendríamos 2 Bares por pulgada cuadrada.

Por otra parte, tenemos presión negativa de los tubos que están diseñados especialmente para resistir hasta 120 Bares negativos.

El agua es succionada hacia la costa tomando velocidad para llegar con la energía de la de la velocidad, hasta alcanzar el nivel del mar donde está la turbina que recibe el flujo y mueve el motor generador de producción eléctrica.

Son dos generadores, que producen una gran cantidad de energía eléctrica, gastando un mínimo de electricidad, ya que el motor a pistones, o compresor, que es movido por un motor eléctrico, sólo funciona un corto tiempo, porque la presión negativa se mantiene, y cuando alcanza la baja de bares, el motor eléctrico se detiene, pero el sistema de baja presión se mantiene y por eso sigue funcionando la circulación o flujo de agua a alta presión.

En la sala de control existen instrumentos que automáticamente envían electricidad para hacer funcionar los dos motores eléctricos que están en la parte inferior de la Turbina Francis en el recinto sumergido.

Esta Central usa tres energías para hacer funcionar estas dos Centrales Hidroeléctricas: La primera es la presión natural del agua dependiendo de la profundidad, en el caso de la Central Sumergida.

La segunda son dos motobombas (12) que van instaladas después de que el agua pasa a través de la Turbina Francis (2). (que trabaja por el flujo de agua producida por la diferencia de presión)

La tercera es el vacío de los tubos producido por el compresor (6).

Entonces serían tres los recursos para mantener la presión de la circulación del agua en el sistema de estas Hidroeléctricas que trabajan en sincronía.

Descripción del Funcionamiento de la Central Hidroeléctrica ubicada en la Orilla del Mar:

En las figuras se observa que esta Central cuenta con varios compartimientos o recintos de acopio de agua de mar los que deben mantenerse herméticos.

Estos recintos tienen una capacidad limitada de acopio de agua, y una vez que llenan su capacidad, unas válvulas solenoides se abren eléctricamente, para devolver al mar un flujo de agua mediante tuberías que llegan al mar, conjuntamente se cierran las válvulas del nivel superior, para mantener la hermeticidad de baja de bares del sistema, que es indispensable para el buen de funcionamiento de esta Central, la que está manejada desde la sala de control ( 15 ).

La Fig. 1, muestra en perspectiva el motor generador eléctrico (1) y la turbina Francis para Hidroeléctrica (2), la entrada de agua al sistema, luego de ser colada por una rejilla (3), unos tubos (4) de circulación de agua, burbuja de Aire y entrada a la Central Eléctrica (11).

La Fig. 2, muestra el generador eléctrico (1), la turbina Francis (2) y las conexiones, tubos (4) de circulación de agua, conexiones (9) de tubos de motor bombas de agua (12), una burbuja de aire (11) para permitir entrada al recinto, un eje de conexión (13) de turbina (2) a motor (1) de la central sumergida. La Fig. 3, muestra el generador (1), la turbina (2) de la central sumergida que incorpora, la entrada de agua (3) a la Turbina (2), los tubos (4) de circulación de agua, una estructura de hormigón (8), los tubos de conexión (9), una rejilla protectora (10) de entra de agua, la zona de burbuja de aire (11) de entrada al recinto y los motores bombas de Agua (12).

La Fig. 4, muestra la central orilla de mar o terrestre que incorpora un motor a pistones (6) que funcionan como compresor, pero no acumula aire, sino que saca el aire de las estructuras y de los tubos (4) creando vacío o bares negativos, un tubo de salida (7) que conecta el motor compresor (6) con estanque de concreto (8) para acumulación de agua que es una estructura de Hormigón de alta resistencia; se observa los tubos de conexión (9) que conectan a motores de compresión (6) y salida de aire a la atmósfera por el tubo de salida ( 7 ).

La Fig. 5, muestra un acumulador de agua (5) que llega primero a la parte superior de la Turbina Francis; el motor compresor (6), el tubo de salida (7) que conecta a la planta baja, para sacar el aire, mediante el motor compresor (6) del Acumulador de Agua de la parte inferior, la estructura de hormigón (8), la rejilla (10) que también es de retención de partículas de desecho y un tubo de aire (14) que saca el aire del acumulador de agua (5).

La Fig. 6, muestra la central orilla de mar o terrestre con tubos (4) de entrada de agua al acumulador de agua (5) superior e inferior, antes de que el agua sea liberada al mar, mediante válvulas solenoides y tubos que llegan hasta el mar.

Muestra el motor compresor (6), el tubo de aire (14) para aspiración de aire del recinto acumulador ( 5 ). Muestra la estructura (8) de hormigón.

La Fig. 7, muestra un detalle de la central orilla de mar o terrestre, en la parte inferior se ve la turbina Francis (2), el tubo (4) de entrada de agua a turbina Francis (2), el estanque acumulador de agua (5), unos ductos de entrada de agua (9), la rejilla (10) o Colador de agua, el eje de conexión (13) de turbina Francis (2) a motor eléctrico (1). La Fig. 8, muestra la central orilla de mar y la central sumergida como conjunto que trabajan en sincronía e incorporan el generador eléctrico (1), la turbina Francis (2), la entrada de agua (3) conectada a la turbina Francis (2) que está sumergida en el mar, los tubos (4) de Alta Resistencia para uso en Hidroeléctricas, los acumuladores de agua (5) conectados a la Central de Orilla de mar o terrestre con una estructura de hormigón (8), la rejilla (10) o colador de agua, la zona burbuja de aire (11) de la central sumergida, dos bombas de agua (12) de alto flujo conectadas bajo la turbina Francis (2), el eje de conexión (13) de la turbina (2) con el motor eléctrico (1), una sala de control (15) de ambas centrales, ubicada en la central de orilla de mar o terrestre, unas válvulas solenoides (16), para salida que devuelve el agua hacia el mar mediante tubos.