SISTEMA CONCENTRADOR Y CAPTADOR DE ENERGÍA EÓLICA

SECTOR DE LA TÉCNICA

En la obtención de energía eléctrica por medios renovables aprovechando el viente. Generando energía eléctrica para viviendas, agricultura, desalación del agua del mar, elevación del agua a estanques para su almacenamiento, realimentación de la corriente a la red eléctrica, obtención de hidrógeno por electrólisis del agua, etc.

El objeto de la invención consiste en:

Proporcionar un sistema sencillo, económico y práctico de aprovechar la energía cinética del viento.

Realizar deflexiones y concentraciones para aumentar la velocidad del viento de su corriente y poder obtener más rendimiento. El viento al incidir sobre una rampa pared o superficie inclinada no se comprime, pero si aumenta su velocidad y por lo tanto su energía.

Utilizar turbinas de eje horizontal con deflectores. Utilizar turbinas que aprovechan el flujo del aire tangencialmente, generando un par de giro constante.

Utilizar un sistema que no daña la fauna.

Utilizar para su sujeción soportes y anclajes fijados al suelo sobre base o cimientos de hormigón. Utilizar materiales ligeros o ultralígeros. resistentes y anti-corrosión.

Usar un sistema de control y de seguridad. Utilizando destellos luminosos medíante diodos LED para aviso de su situación.

Puede usarse acero inoxidable o galvanizado, también pueden usarse fibras sintéticas muy resistentes, no afectadas por la corrosión, fibra de vidrio, etc. Las fibras sintéticas se pueden mezclar con grafeno u óxido de grafeno.

Ventajas: Favorece al medioambienté, evita el calentamiento global, el cambio climático y permite su recuperación, no mata las aves, es muy sencillo, económico y práctico. El de eje horizontal aprovecha la mayor parte de los vientos añadiendo unas lonas deflectoras. Las rampas duplican o triplican la velocidad del aire y con ello se multiplica su energía por 8 o por 27 respectivamente.

ANTECEDENTES DE LA INVENCION

Los vientos se aprovechan utilizando lugares especiales, grandes estructuras y altos cestos para conseguir altos rendimientos. Los aerogeneradores actuales utilizan grandes palas, las cuales no son útiles por dañar la fauna y estar expuestas a las grandes descargas eléctricas. La invención permite aprovechar la energía de que dispone el viento tanto en el campo como en las viviendas aisladas, cuando disponen de una cumbrera o caballete entre los faldones de cubiertas inclinadas de los tejados.

EXPLICACIÓN DE LA INVENCIÓN

La energía renovable aún no es lo suficientemente productiva para usarla en grandes cantidades; no es constante, produce cierta contaminación medioambiental. y por su discontinuidad necesita almacenarse. Con el presente sistema se obtiene mucha energía. podiendo colocarse donde no perjudica ni contamina tanto eléctrica, audible como visualmente.

El sistema concentrador y captador de energía eólica, utiliza turbinas y deflectores del viento, y se caracteriza porque comprende: a) Unas turbinas, de eje horizontal, de alabes radíales, que captan y concentran la energía del viento, b) Unos generadores eléctricos accionados por las turbinas eólícas que generan corriente continua o alterna, c) Unos sistemas de energías renovables fotovoltaícos generadores de corriente, d) Unos dispositivos mecánicos accionados per las turbinas: compresores o bombas que impulsan o comprimen aire o liquido hidráulico, e) Unos sistemas de control, aviso y seguridad de los sistemas, f) Un sistema de protección de fuertes vientos, g) Un sistema de regulación de las rpm de las turbinas y/o generadores para proporcionar 50 o 60 cps, h) Unas instalaciones distribuidoras de la corriente, i) Utilización como álabe: planchas, lonas, telas de fibras o de alambre de acero inoxidable, j) Unas aletas verticales o álabes guias que deflactan y concentran el viento incidente sobre las turbinas de eje vertical y k) Unos descargadores de cargas estáticas.

Las turbinas horizontales se colocan o alojan parcialmente en oquedades realizadas a lo largo de las cumbreras o caballetes de los tejados entre los faldones inclinados de las cubiertas. Se pueden superponer a lo largo de las cumbreras o caballetes de los tejados, o pueden colocarse sobre el terreno. En ambos casos pueden añadir unas rampas laterales que incrementan la velocidad del viento incidente sobre la mitad superior de las turbinas. Las colocadas en las cumbreras deben descansar sobre unos soportes amortiguados de goma o de gomaespuma, Las turbinas están formadas por un eje que puede ser hueco o compacto con unos alabes de placas radiales. planas y rígidas (pueden ser flexibles y curvas) que con el viento crean un par de giro. Las flexibles se retraen con fuertes vientos. Las de eje hueco rodean ^; y giran sobre unos mástiles apoyados o incrustados en el suelo. En las de eje compacto el extremo inferior gira introducido en un soporte fijado en el suelo. Para las turbinas, superficies deflectantes y rampas se usa Poliester (Dacron). Vela laminada, Aramidas (o poliamidas aromáticas), Kevlar, Ultra PE (o polietileno de peso molecular ultra alto), PEN (o naftolato de polietileno), LCP ( polímeros de cristal líquido y el Mylar (película sintética de poliéster / lavsan) y la fibra de vidrio o carbono. También propíleno-poliéster, polipropileno y fibras de alta resistencia, Todas pueden mezclarse con grafeno u óxido de grafeno. Interesa la resistencia a los rayos UV. resistencia a la tracción, el costo, el Coeficiente de pérdida de resistencia y la Elasticidad. Y en caso de utilizar materiales metálicos, como el acero Inoxidable en los mástiles, ejes de turbinas y sus soportes, deberán tener una capa protectora de cinc, estar galvanizados o necubíertos con una capa de fibra de vidrio.

Los generadores eléctricos pueden ser síncronos, y totalmente de imanes permanentes. En especial de tierras raras de samario-cobalto o de neodimio-hierro-boro

Como elementos mecánicos se usan motobombas para elevar agua o accionar generadores eléctricos .

Las aletas flexibles o alabes guias se inclinan reduciendo su inclinación y superficie de impacto con el aumento de la velocidad del viento. También pueden retraerse venciendo la resistencia de un muelle que tiende a mantenerlo extendido.

Las aletas flexibles o álabes guías se pueden retraer automáticamente con vientos de una determinada velocidad. También se pueden soltar algunas de sus aristas.

Las rampas deflectoras sobre el terreno formadas por el mismo terreno o por una plancha o lona deflectan el viento hacia arriba contra la turbina Las turbinas de pequeñas dimensiones suelen ir muy revolucionadas y no necesitan multiplicadores. La energía mecánica obtenida se puede usar para elevar agua y se almacena en estanques en zona alta, posteriormente se descarga, regula y acciona un motor o turbina que impulsa un generador eléctrico.

Un sistema de control, aviso y seguridad informa del estado de cada uno de los dispositivos. Se utilizan seriales luminosas para avisar de su situación a las posibles aeronaves que los sobrevuelan. Y se pueden añadir descargadores de estática.

BREVE DESCRIPCION DE LOS DIBUJOS.

La figura 1 muestra una vísta esquematizada y en alzado y frontal de una vivienda con una turbina del sistema captador de la invención.

La figura 2 muestra una vista esquematizada y en alzado y frontal de una vivienda con una turbina del sistema captador de la invención.

La figura 3 muestra una vista esquematizada, en alzado y frontal de una vivienda con una turbina del sistema captador de la invención añadiendo unas rampas deflectoras en sus laterales. Se complementa con un sistema de paneles fotovoltaicos.

La figura 4 muestra una vista esquematizada y en planta de une turbina horizontal sobre el terreno de una variante del sistema captador de la invención.

La figura 5 muestra una vista esquematizada y lateral de la turbina de la figura 4.

La figura 6 muestra una vista esquematizada y én perspectiva de una turbina de ia invención con dos tramas o superficies vélicas desfasados 180° entre sí.

Las figuras 7 a la 9 muestran variantes de turbinas de eje horizontal de la invención sobreel terreno.

La figura 10 muestra una vísta esquematizada y en planta de una turbina horizontal conunas aletas defiectoras laterales, dispuestas todas sobre el terreno.

REALIZACIÓN PREFERENTE DE LA INVENCIÓN

La figura 1 muestra la turbina (1) incrustada en una oquedad realizada a lo largo de ia cumbrera o caballete del tejado de una vivienda. Las flechas indican el modo de actuación y deflexión del viento. Una para cada sentido del viento. No se muestran los generadores eléctricos.

La figura 2 muestra la turbina (1) incrustada en una oquedad realizada a lo largo de la cumbrera o cabéllate del tejado de una vivienda. En ios extremos de la turbina porta los generadores eléctricos (6) y en la zona central el soporte (16) del eje de la turbina. Puede tener uno o varios soportes, dependiendo de la longitud de la misma.

La figura 3 muestra ia turbina (1) superpuesta a lo largo de ia cumbrera o caballete del tejado de una vivienda. En los extremos de la turbina porta los generadores eléctricos (6) y en ia zona central el soporte (16) del eje de la turbina. Puede tener uno o varios soportes, dependiendo de la longitud de la misma. En este caso la turbina está superpuesta y añade dos rampas deflectoras (2r) en sus laterales, las cuales cubren la mitad Inferior de ia turbina y se suman a la rampa o deflexión generada por ios faldones inclinados de la cubierta del tejado. Se complementa con un sistema de paneles fotovoltaicos (14) sobre dichas faldones.

La figura 4 muestra la turbina (1) de eje horizontal colocada sobre el terreno y en sus laterales las rampas de lona (2r) deflectoras del viento hacia la zona superior de la turbina. Los soportes (16) del eje de la turbina y los generadores (6) a ambas ledos. La flecha índica una posible dirección relativa del viento. La turbina se puede colocar perpendicular a los vientos dominantes de la zona.

La figura 5 muestra la turbina (1) de la figura 4 y en sus laterales las rampas de lona (2r), tela plastiflcada o -placas, deflectoras del viento hacía la zona superior de la turbina. Los soportes (16) del eje de la turbina y los generadores (6) a ambos lados. Las flechas indican direcciones típicas del viento. Se pueden colocar perpendicular a ios vientos dominantes de la zona.

La figura 6 muestra la turbina (1h> formada por dos superficies vélicas complementarias o desfasadas 180 ^° entre sí, las (1s) entre los elementos de soporte (1b) de los extremos de la turbina y los cables (1c).

La figura 7 muestra la turbina (1) soportada entre dos postes fijos terrestres (2f). Con las piscas o lonas deflectoras (40) inclinadas de modo que cuando la dirección del viento es paralela al eje de la turbina las placas deflectan eI aire hacia la turbina, flechas negras. Cuando el viento es perpendicular a la turbina también actúan eficientemente. La figura 8 muestra la turbina (1 ) soportada entre dos postes fijos terrestres (2f). Con las placas o lonas deflectoras (40) inclinadas de modo que cuando la dirección del viento es paralela al eje de la turbina las placas deflectan el aire hacia la turbina, flechas negras. En este caso el viento, flecha de trazos, incide en sentido opuesto ai de la figura 7. Cuando el viento es perpendicular a la turbina también actúa eficientemente. Cuando se utilizan lonas estas están sujetas de sus extremos por das mástiles.

La figura 9 muestra la turbina (1) soportada entre dos postes fijos terrestres (2f). Con las placas deflectoras (41) giratorias o inclinables, de modo que cuando la dirección del viento es paralela al eje de la turbina las placas deflectan el aire hacia la misma. El viento es mostrado con las dos posibilidades: flechas de trazo único a flechas de trazos, de modo que giran las placas automáticamente, según la procedencia del viento. Cuando el viento es perpendicular a la turbina también actúa eficientemente.

La figura 10 muestra la turbina (1) de eje horizontal y en sus laterales las rampas de lona o tela plastificada (2r) deflectoras del viento hacia la zona superior de la turbina. Los soportes (16) del eje de la turbina y las generadores (6) en ambos extremos. Las flechas indican una posible dirección del viento, en este caso paralelo al eje de la turbina. Se añaden las superficies deflectoras (12h) que giran alrededor de los cables (2g) que soportan las aristas superiores y que actúan de ejes. En una dirección del viento se apoya en la malla vertical (12m). Con el viento en la dirección contraria la superficie deflectora (12h) se alinea con el viento, al no apoyarse sobre la malla (12m). Con vientos perpendiculares al eje de la turbina también se gira la superficie deflectora para que el viento incida sobre las álabes superiores.