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Patent Searching and Data


Title:
LIGHTING DEVICE WHICH SELF-GENERATES ENERGY
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2016/093683
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to a lighting device which self-generates energy, designed for busy streets and avenues and any road where there may be wind and solar radiation. It is characterised by the integration of blades, a solar cell and a control system. The main advantages thereof consist in allowing flexibility for the installation and use thereof, and the transport thereof to another site, control of the energy by means of a presence sensor, a photosensor and a control system by which means it is connected to, and disconnected from, the alternating current connection of the spot, and an alarm in case the battery discharges.

Inventors:
GARZA GALICIA ALEJANDRO (MX)
Application Number:
PCT/MX2014/000201
Publication Date:
June 16, 2016
Filing Date:
December 11, 2014
Export Citation:
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Assignee:
INST SUPERIOR AUTÓNOMO DE OCCIDENTE A C (MX)
International Classes:
F21S9/02; F03D9/00; F21S4/00; F21S9/03; F21S9/04
Domestic Patent References:
WO2007113498A22007-10-11
Foreign References:
GB2344382A2000-06-07
EP2522900A12012-11-14
GB2246173A1992-01-22
Attorney, Agent or Firm:
SALGADO NÚÑEZ, María del Rosario et al. (MX)
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Claims:
REIVINDICACIONES

Habiendo descrito suficientemente la invención, se

reclama como propiedad lo contenido en las siguientes cláusulas reivindicatorías.

1. Un dispositivo de iluminación auto generador de energía, que comprende: i. una estructura de soporte (1), configurada para sustentar, al menos, un álabe (2) ii. al menos, un soporte (15); el cual está en la parte inferior de la estructura de soporte (1); iii. un eje (3) está en la parte central inferior de la estructura de soporte (1), permite que los álabes (2) giren; iv. un generador eléctrico (4) se encuentra sobre el eje (3), en su lado opuesto a la parte central inferior de la estructura de soporte (1); v. una base (13), se encuentra en la parte superior del travesaño (5) de la estructura de soporte (1), sostiene un poste (6); vi. al menos, una celda solar (7) soportada por el poste ( 6 ) ; vii. una lámpara (8), se encuentra en un larguero (14), el cual se sostiene en el lado opuesto de la lámpara (8), por medio del poste (6); viii. una batería (11) es cargada por la energía generada por el generador eléctrico (4) y la celda solar (7 ) ; ix. un sistema de control (12) administra la energía proporcionada por la batería (11) para encender la lámpara ( 8 ) ; x. al menos, un sensor de presencia (9), que al detectar la presencia de cuerpos de vehículos o personas, se activa y manda una señal al sistema de control (12) para encender la lámpara (8); y, xi . al menos, un fotosensor (9) que mide la luz del medio ambiente y manda una señal al sistema de control (12) con la intensidad exacta que debe encender la lámpara (8).

2. El dispositivo de la reivindicación anterior, donde el soporte (15), se puede utilizar como una ancla.

3. El dispositivo de las reivindicaciones anteriores, donde el generador eléctrico (4), es de tipo polea.

4. El dispositivo de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, donde la lámpara (8) es de tipo LED.

5. El dispositivo de la reivindicación 4, donde la lámpara (8) es de alta eficiencia.

6. El dispositivo de las reivindicaciones anteriores, donde el sistema de control (12) tiene una alarma.

7. El dispositivo de la reivindicación 6, donde la alarma es auditiva, luminosa y/o su combinación.

8. El dispositivo de las reivindicaciones anteriores, donde la energía proporcionada al sistema de control (12) es de la batería (11) o de la acometida pública.

9. El dispositivo de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque es móvil.

Description:
DISPOSITIVO DE ILUMINACIÓN AUTO GENERADOR DE ENERGÍA

CAMPO TÉCNICO DE LA INVENCIÓN La presente invención se relaciona con el campo técnico de la mecánica y del desarrollo y la producción de energías renovables ya que se aporta un dispositivo de iluminación auto generador de energía. ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN

Se denomina energía renovable a la energía que se obtiene de fuentes naturales virtualmente inagotables, ya sea por la inmensa cantidad de energía que contienen, o porque son capaces de regenerarse por medios naturales.1 Entre las energías renovables se cuentan la eólica, geotérmica, hidroeléctrica, mareomotriz, solar, undimotriz, la biomasa y los biocombustibles . La energía eólica es la energía obtenida a partir del viento, es decir, la energía cinética generada por efecto de las corrientes de aire, y que es convertida en otras formas útiles de energía para las actividades humanas. En la actualidad, la energía eólica es utilizada principalmente para producir electricidad mediante aerogeneradores , conectados a las grandes redes de distribución de energía eléctrica. Los parques eólicos construidos en tierra suponen una fuente de energía cada vez más barata, competitiva o incluso más barata en muchas regiones que otras fuentes de energía convencionales. Pequeñas instalaciones eólicas pueden, por ejemplo, proporcionar electricidad en regiones remotas y aisladas que no tienen acceso a la red eléctrica, al igual que hace la energía solar fotovoltaica . Las compañías eléctricas distribuidoras adquieren cada vez en mayor medida el exceso de electricidad producido por pequeñas instalaciones eólicas domésticas. El auge de la energía eólica ha provocado también la planificación y construcción de parques eólicos marinos, situados cerca de las costas. La energía del viento es más estable y fuerte en el mar que en tierra, y los parques eólicos marinos tienen un impacto visual menor, pero los costes de construcción y mantenimiento de estos parques son considerablemente mayores . A finales de 2013, la capacidad mundial instalada de energía eólica fue de 318 gigavatios. En 2011 la eólica generó alrededor del 3 % del consumo de electricidad mundial. Dinamarca genera más de un 25 % de su electricidad mediante energía eólica, y más de 80 países en todo el mundo la utilizan de forma creciente para proporcionar energía eléctrica en sus redes de distribución, aumentando su capacidad anualmente con tasas por encima del 20 %. En España la energía eólica produjo un 21,1 % del consumo eléctrico en 2013, convirtiéndose en la tecnología con mayor contribución a la cobertura de la demanda, por encima incluso de la energía nuclear.

La energía eólica es un recurso abundante, renovable, limpio y ayuda a disminuir las emisiones de gases de efecto invernadero al reemplazar fuentes de energía a base de combustibles fósiles, lo que la convierte en un tipo de energía verde. El impacto ambiental de este tipo de energía es además, generalmente, menos problemático que el de otras fuentes de energía.

La energía del viento es bastante estable y predecible a escala anual, aunque presenta significativas variaciones a escalas de tiempo menores. Al incrementarse la proporción de energía eólica producida en una determinada región o país, se hace imprescindible establecer una serie de mejoras en la red eléctrica local. Diversas técnicas de control energético, como una mayor capacidad de almacenamiento de energía, una distribución geográfica amplia de los aerogeneradores , la disponibilidad de fuentes de energía de respaldo, la posibilidad de exportar o importar energía a regiones vecinas o la reducción de la demanda cuando la producción eólica es menor, pueden ayudar a mitigar en gran medida estos problemas. Adicionalmente, la predicción meteorológica permite a los gestores de la red eléctrica estar preparados frente a las previsibles variaciones en la producción eólica que puedan tener lugar a corto plazo.

México, como muchos países enfrenta las consecuencias del cambio climático, las tareas de las naciones que se comprometieron en el protocolo de Kioto son sustanciales; México debe partir de la creación de tecnología nacional para hacer frente a esta transformación en el uso de las energías, desarrollar sistemas y mecanismos que le permitan por un lado atacar el cambio climático, cumplir con los compromisos de convenios internacionales, disminuir la dependencia de los combustibles derivados del petróleo y al mismo tiempo encontrar mecanismos de sustentabilidad para superar las barreras del tercer mundo . En la actualidad el nivel de producción de energía es una de las variables más importantes en la economía de los países, ya que en gran parte de ella depende el desarrollo industrial y la certidumbre económica para que los empresarios se arriesguen a invertir en proyectos de diferentes sectores.

Paralelo a la problemática del desarrollo y administración energética, se encuentra la iluminación pública, este indicador para muchos gobiernos en México representa un parámetro de desarrollo municipal y de seguridad, sin embargo la inversión pública se ha visto mermada cada vez más y desafortunadamente han sido insuficientes los proyectos para abastecer de iluminación a las ciudades.

Los planes de desarrollo urbano de las ciudades determinan un índice de crecimiento por sus vialidades y su movilidad, sin embargo se ve que en muchos de estos casos estos corredores de movilidad quedan inconclusos por la falta de iluminación; sumando a estos factores la alta demanda de carga de los diferentes sectores, como el residencial e industrial, hace que estos proyectos se conviertan en una carga por la inversión en equipamiento y la manutención por el pago de concepto de demanda a la Comisión Federal de Electricidad.

Conforme crecen las ciudades cada vez es más común ver calles y avenidas de gran circulación con iluminación insuficiente, en algunos casos no se aprovecha porque se encuentran solas las avenidas y se desperdicia la electricidad y al final de los periodos los municipios erogan grandes cantidades por pago de la tarifa. El arrastre de corrientes de aire generado por los parques vehiculares en avenidas y andadores de gran circulación produce una cantidad de movimiento que se disipa al medio ambiente, se pierde y por lo tanto no se aprovecha; esta componente energética combinada con la radiación solar puede convertirse en electricidad e iluminación para estos sitios. De esta forma, la presente innovación combina la energía de arrastre del viento y la solar para iluminar avenidas y andadores, potenciando la disminución de los consumos de tarifas eléctricas y sobre todo disminuyendo la demanda de energía fósil y la producción de gases contaminantes y efecto invernadero.

Efectuando una búsqueda del estado de la técnica, se encontraron algunos documentos de patente relacionados con la tecnología de la presente invención, por ejemplo, la solicitud de patente JP2011099330 (A) publicada el 19 de mayo de 2011 dicho documento describe un método y un dispositivo de fuente de alimentación a las instalaciones eléctricas en una carretera, los ejes de base de apoyo están dispuestos en una dirección longitudinal de una tira mediana en una carretera en un intervalo predeterminado. Un dispositivo generador de energía se compone de un molino de viento para la generación de energía eólica, que mantiene una pluralidad de hojas de tipo ala verticales 804 en ángulos prescritos con un eje giratorio; el centro y el generador de energía del molino de viento de para la generación de energía eólica se proporciona a la parte superior de cada eje de base de de soporte . Un dispositivo de generación de energía tiene un panel solar es proporcionado en la parte inferior de cada eje de base de apoyo. La energía eléctrica necesaria para las instalaciones eléctricas, tales como luces de la calle de la acera en la carretera o mostrar placas para una señal de tráfico, es generada por los dos dispositivos de generación de energía .

Otro documento es la solicitud japonesa JP2001107839, la cual describe un sistema híbrido proporcionando verticalmente una unidad de torre en un lugar arbitrario en una carretera, la unidad de la torre está equipada con un dispositivo de molino de viento utilizando un viento generado por los automóviles y un dispositivo de energía solar, cargando una batería de almacenamiento de energía desde el dispositivo, que es capaz de utilizar dicha energía almacenada por un poste de luz. Este sistema híbrido suministra la energía almacenada hacia el exterior .

La patente CN101818881, se refiere a una lámpara de calle de tipo de generación de energía propia utilizando la energía potencial para la generación de energía, la lámpara de la calle comprende un dispositivo de generación de energía potencial gravitacional o un dispositivo de generación de energía potencial elástica para la generación de energía por la noche, un dispositivo de fuente de alimentación de energía natural, un componente de la lámpara de la calle y un circuito de control, donde el dispositivo de generación de energía potencial gravitacional o un dispositivo de generación de energía potencial elástica está dispuesto en un poste vertical hueco de la lámpara de calle y se lleva a cabo la generación de energía en la noche a través de la energía potencial gravitatoria o la energía potencial elástica; el dispositivo de alimentación de energía natural está conectado con dispositivo de generación de energía potencial gravitacional o un dispositivo de generación de energía potencial elástica y proporciona energía para el aumento de un objeto pesado del dispositivo de generación de energía potencial gravitacional; el componente de la lámpara de calle está conectado con el circuito de control y emite luz en la noche mediante la utilización de la energía eléctrica producida por el dispositivo de generación de energía potencial gravitacional y el circuito de control está dispuesta en el componente de la lámpara de calle; el dispositivo de generación de energía potencial gravitacional inicia llevando a cabo la generación de energía a través de control de la luz o de control de temporización .

La lámpara de calle de generación propia de energía lleva el objeto pesado y un objeto elástico para producir la energía potencial para llevar a cabo la generación de energía a través de la energía eólica o la energía solar, por lo tanto eficaz utilización de los recursos, el ahorro de los recursos de poder de una red eléctrica pública y ser conductora de proteger el medio ambiente. Por último, la solicitud de Estados unidos de América US2012176777, describe un sistema de iluminación híbrido, el cual comprende un panel solar dispuesto para generar energía eléctrica; una turbina eólica dispuesta para generar energía eléctrica; un dispositivo de almacenamiento de energía conectado eléctricamente con el controlador de potencia y dispuesto para almacenar la energía eléctrica; un controlador de potencia eléctricamente conectado con el dispositivo de almacenamiento de energía y el panel solar y la turbina eólica y dispuesto para transferir energía eléctrica y una fuente de luz basada en la inducción eléctricamente conectado con el controlador de potencia.

Como podemos observar en los documentos referenciados como antecedentes nos damos cuenta que hace falta flexibilidad para su instalación, utilización, transportación a otro sitio, así como permitir que la luz se prenda únicamente cuando sea necesario, permitiendo el ahorro de energía o prenda de acuerdo a la intensidad de luz que hay en el lugar donde está instalada; también hace falta prever el suministro de energía, en caso de que la energía eólica o solar falten.

Para resolver los problemas técnicos antes mencionados, la presente invención tiene por objeto, aportar un dispositivo de iluminación auto generador de energía. BREVE DESCRIPCION DE LAS FIGURAS

Los detalles característicos de la presente invención se muestran claramente en la siguiente descripción, figuras y ejemplos, que se acompañan a manera ilustrativa, por lo que no deben ser considerados como una limitante para dicha invención. La figura 1 es una vista en perspectiva frontal del dispositivo de iluminación auto generador de energía . La figura 2 es una vista en perspectiva posterior del dispositivo de iluminación auto generador de energía .

La figura 3 es una vista frontal del dispositivo de iluminación auto generador de energía.

La figura 4 es una vista lateral del dispositivo de iluminación auto generador de energía. La figura 5 es una vista superior del dispositivo de iluminación auto generador de energía.

La figura 6 muestra el detalle de la lámpara (1), el sensor de presencia (2), fotosensor (3), el generador eléctrico (4) y la celda solar (7) .

DESCRIPCION DETALLADA DE LA INVENCION

Para una mejor comprensión de la invención, a continuación se enlistan las partes que componen el dispositivo de iluminación auto generador de energía:

1. Estructura de soporte.

2. Alabe.

3. Eje.

4. Generador eléctrico.

5. Travesaño.

6. Poste.

7. Celda solar . 8. Lámpara .

9. Sensor de presencia.

10. Fotosensor .

11. Batería

12. Sistema de control

13. Base .

14. Larguero .

15. Soporte .

Con referencia a las figuras 1, 2, 3, 4 y 5, el dispositivo de iluminación auto generador de energía se compone de una estructura de soporte (1), la cual en su parte inferior, cuenta con, al menos, un soporte (15) el cual permite que la estructura de soporte (1) se sostenga por si sola y se pueda poner en cualquier lugar donde se desea utilizar el dispositivo de iluminación auto generador de energía; o si se desea el soporte (15), se puede utilizar como una ancla, para fijar el dispositivo de iluminación en un lugar determinado. La estructura de soporte (1), está configurada para sustentar, al menos, un álabe (2), que se encuentra al centro de dicha estructura, y por medio de un eje (3), que está en la parte central inferior de la estructura de soporte (1), permite que los álabes (2) giren y a su vez hagan girar un generador eléctrico (4) de polea, que se encuentra sobre el eje (3), en su lado opuesto a la parte central inferior de la estructura de soporte (1); dicho generador eléctrico (4), carga una batería (11), la cual permite que el dispositivo de iluminación, de la presente invención funcione.

En el travesaño (5) de la estructura de soporte (1), en su parte superior cuenta con una base (13), que sostiene un poste (6), el cual sirve de soporte para sostener, al menos, una celda solar (7) y un larguero (14), el cual se encuentra perpendicularmente al poste (6) ' y en su parte opuesta del poste (14), dicho larguero (14) tiene una lámpara (8) tipo LED de alta eficiencia.

Un sistema de control (12), administra la energía proporcionada por la batería (11) para encender la lámpara (8); esto con ayuda de, al menos, un sensor de presencia (9), que al detectar la presencia de cuerpos de vehículos o personas, se activa y manda una señal al sistema de control (12) para encender la lámpara (8) .

Como se aprecia en la figura 6, al menos, un fotosensor (9) mide la luz del medio ambiente y manda una señal al sistema de control (12) con la intensidad exacta que debe encender la lámpara (8).

En caso de que no sea suficiente la energía generada por medio de los álabes (2) y la celda solar (7) para cargar la batería (11); el sistema de control (12), permite que el dispositivo de iluminación auto generador de energía, se conecte directamente a la acometida pública, permitiendo utilizar la electricidad de la calle para cargar la batería y poder encender la lámpara (8) . Cuando esto suceda una alarma (no ilustrada) , auditiva, luminosa y/o su combinación, que se encuentra en el sistema de control (12), se activará, para indicar que el nivel de energía de la batería (11) es bajo. REALIZACION PREFERENTE DE LA INVENCION

En pruebas experimentales a nivel laboratorio, reportan que el dispositivo de iluminación auto generador de energía, genera electricidad suficiente para encender una lámpara tipo LED de alta eficiencia, controlando los tiempos de encendido y la intensidad, a través del sensor de presencia y fotosensor.

El dispositivo de iluminación al ser utilizado en una calle o avenida, disminuye el consumo de la electricidad proveniente del sistema público de suministro, con lo cual se reduce el consumo de combustibles fósiles y la emisión de gases que causan el efecto invernadero a en atmósfera .

El siguiente ejemplo ilustra una manera preferente, de cómo llevar a cabo la realización de la presente invención, por lo que no debe ser considerado como limitativo de la misma.

Ejemplo 1. El dispositivo de iluminación auto generador de energía utilizado en un día con suficiente tránsito de vehículos y personas, así como con un día soleado.

El dispositivo de iluminación auto generador de energía, se coloca en una avenida o calle de un flujo vehicular y peatonal importante, verificando que los soportes le den la estabilidad suficiente a la estructura de soporte (1), para evitar que el dispositivo le iluminación se caiga. El flujo de aire producido por los vehículos y personas que pasan cerca del dispositivo de iluminación auto generador de energía, choca con los álabes (7), lo que provoca que estos giren sobre el eje (3) y den movimiento al generador eléctrico (4), el cual envía la energía generada a la batería (11), con la finalidad de que ésta se cargue para poder utilizar dicha energía y lograr prender la lámpara (8), que está colocada en el extremo del larguero (14) fijo en el poste (6), que se encuentra asegurado por la base (13) que está en la parte superior del travesaño (5) de la estructura de soporte (1) . La celda solar (7), capta la energía y la transfiere a la batería (8) Una vez que la luz del medio ambiente comienza a perderse, el fotosensor (10), manda la señal al sistema de control (12), para que éste prenda la lámpara una vez que un vehículo o persona sea captado por medio del sensor de presencia (9).

Ejemplo 2. El dispositivo de iluminación auto generador de energía funcionando en un día sin sol o de noche y en un lugar poco transitado por vehículos y personas.

En los casos que el día se terminó, o no hay luz solar por ser un día nublado y el tránsito de vehículos y personas sea mínimo o nulo el sistema de control (12), indicará que el nivel de energía de la batería es bajo, por medio de una alarma auditiva, luminosa y/o su combinación, al mismo tiempo permite que el dispositivo de iluminación auto generador de energía se conecte a la acometida pública, permitiendo utilizar la electricidad de la calle para cargar la batería y poder encender la lámpara ( 8 ) .