Patente nacional por "SISTEMA DE ALMACENAMIENTO Y GENERACIÓN DE ENERGÍA POR GRAVEDAD EN DIFERENTES FLUIDOS"

Reivindicaciones:
+ ES-2962184_A11.- Sistema de almacenamiento y generación de energía por gravedad en diferentes fluidos, constituido por un entorno compuesto por tres cuerpos con tres densidades distintas: - Fluido/medio A (1) , para el ascenso. - Fluido/medio B (2) , para el descenso. - Elemento C, carga (3) que asciende y desciende. caracterizado porque la relación entre sus distintas densidades es la siguiente: dA > de > dB Donde el elemento C (3) dispone de una morfología que permite desplazarse verticalmente por el medio A (1) y permite interactuar con los otros elementos que también comprende el sistema, siendo estos: - Subsistema de inundación (4) . Que permite introducir el bidón por la parte inferior del medio A (1) , y está compuesto de una cámara ubicada en el punto inferior del medio A (1) y comprende dos compuertas: una para el acceso del elemento C (3) desde el medio B (2) y vaciado de la cámara; y otra, superior, para el llenado e inundación de la cámara, por la que sale el elemento C (3) hasta la superficie del medio A (1) . - Subsistema de extracción (5) . Que permite sacar el bidón por la parte superior del entorno A (1) para pasarlo al entorno B (2) , y comprende una estructura grúa que recoge el elemento C (3) de la superficie del medio A (1) y lo lleva a un subsistema de almacenamiento (6) donde esperará hasta ser requerido para generar energía. - Subsistema de almacenamiento (6) . Que permite almacenar el elemento C (3) en la parte superior del sistema, para ser utilizados cuando se requieran en el proceso de generación de energía en su descenso. - Subsistema de generación de electricidad (7) . Que permite generar electricidad en el descenso del elemento C (3) al descender por el medio B (2) , donde el mismo subsistema de extracción (5) recoge el elemento C (3) , y el mismo cable que lo sustenta está enrollado en el eje de un generador eléctrico, el cual, al liberarse, deja caer la carga, desenrollando el cable y haciendo girar al generador, produciendo energía eléctrica, la cual puede quedar almacenada o derivada a una red. 2.- Sistema de almacenamiento y generación de energía por gravedad en diferentes fluidos, según reivindicación 1, donde el número de elementos C (3) es superior a uno, lmacenándose tantos como se quiera o encontrándose varios de ellos en distintas fases del ciclo del sistema. 3.- Sistema de almacenamiento y generación de energía por gravedad en diferentes fluidos, según reivindicaciones 1 y 2, donde se dispone de un sistema de anclajes a diferentes niveles de profundidad de la presa, donde los bidones pueden ser anclados. 4.- Procedimiento de almacenamiento y generación de energía por gravedad en diferentes fluidos a partir del sistema anteriormente reivindicado, caracterizado por desarrollarse en las siguientes etapas técnicas: i. - La cámara del subsistema de inundación (4) se encuentra vaciada del fluido A (1) . ii. - Se introduce el elemento C (3) en dicha cámara. iii. - La cámara del subsistema de inundación (4) se llena del fluido A (1) . iv. - El elemento C (3) asciende por el medio A (1) hasta su superficie. v. - El subsistema de extracción (5) lo recoge y lo lleva al subsistema de almacenamiento (6) , a la espera de ser utilizado para generar electricidad. vi. - Se requiere la generación de energía eléctrica, y el subsistema de extracción recoge el elemento C (3) del subsistema de almacenamiento (6) y lo deja caer por el medio B (2) , generando electricidad desde el generador instalado en la estructura grúa del sistema de extracción (5) . vii. - El elemento C (3) se encuentra en el punto inferior del sistema, listo para comenzar de nuevo el ciclo desde la etapa inicial i, donde la cámara del subsistema de inundación (4) se ha vaciado previamente.

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F03B 17/02 - F03B 17/04

Descripciones:
+ ES-2962184_A1 SISTEMA DE ALMACENAMIENTO Y GENERACIÓN DE ENERGÍA POR GRAVEDAD EN DIFERENTES FLUIDOS OBJETO DE LA INVENCIÓN La presente invención se refiere a un sistema para almacenar energía potencial gravitatoria, y su posterior transformación en energía cinética para producir energía eléctrica, que presenta importantes ventajas técnicas frente a otros sistemas similares, y también se refiere al procedimiento y las distintas fases para conseguirlo. Viene a proponer una mejora en la optimización de utilización de energía y recursos a la hora de elevar una carga para almacenar su energía potencial gravitatoria. Partiendo del modelo base de almacenamiento por gravedad, donde las premisas son: - Necesidad de almacenar energía. - Almacenar dicha energía como energía potencia gravitatoria. - Elevar una carga a cierta altura. - Para producir energía, dejar descender dicha carga y aprovechar su energía cinética. Entonces, la presente invención viene a proponer un procedimiento para elevar la carga, a partir de una serie de diferentes fluidos con unas condiciones de densidades relativas entre ellos específicas, que minimiza al máximo los recursos y energía empleados para subir dicha carga. Por tanto, el sistema propuesto presenta unas ventajas en cuanto a que es capaz de producir energía limpia y sin necesidad de consumir energías procedentes de fuentes externas. La aplicación industrial de esta invención se encuentra dentro de los sistemas de aprovechamiento y almacenamiento de energías limpias, y más concretamente, sistemas de almacenamiento y generación de energía por gravedad en diferentes fluidos. ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN Aunque no se ha encontrado ninguna invención idéntica a la descrita, exponemos a continuación los documentos encontrados que reflejan el estado de la técnica relacionado con la misma. Así el documento MXMX/A/2007/007292 se refiere a un sistema para generar electricidad que incluye una bomba operable para convertir el movimiento ondulatorio derivado de un cuerpo de agua en energía mecánica. La bomba incluye un cuerpo de entrada a través del cual un fluido operativo puede ingresar a la bomba y un puerto de salida a través del cual el fluido operativo puede salir de la bomba. Una primera línea de salida y una segunda línea de salida se acoplan de manera fluida al puerto de salida de la bomba. Un primer depósito se conecta de manera fluida a la primera línea de salida, y un segundo depósito se conecta de manera fluida a la segunda línea de salida, siendo selectivamente capaces ambos depósitos de recibir el fluido operativo conducido mediante el puerto de salida. ES2365074 propone una fuente de energía renovable para la producción de energía mecánica o eléctrica, que comprende un conducto, sumergido en un fluido o agua, cuya sección de salida está al nivel de la superficie del agua, y la entrada a una cota inferior. Que incluye un sistema que introduce un fluido o aire en el interior del conducto. Ascendiendo un caudal, por el empuje de Arquímedes, cuya energía aprovechamos mediante una turbina y un generador eléctrico. El caudal de agua que sale por la sección es direccionado a la zona del agua exterior al conducto para volver a repetir el ciclo. Puede incluir una estructura de conductos de aire, con toma fija u orientable, para producir una depresión en la salida al aprovechar la velocidad de los móviles o el viento. Fuentes con un fluido e intercambio térmico. MXPA/A/2001/009085 describe un sistema para generar energía a partir de la diferencia en potencial osmótico entre una fuente de agua de salinidad relativamente baja y una fuente de agua de salinidad relativamente alta, el sistema se caracteriza porque comprende: un primer tubo que tiene un extremo conectado a una fuente de agua de salinidad relativamente baja; un segundo tubo que tiene una entrada y una salida, ambas dispuestas dentro y en comunicación fluida con la fuente de agua de salinidad relativamente alta; el otro extremo del primer tubo está dispuesto dentro del segundo tubo en un punto inferior de la salida, permitiendo que el agua proveniente del primer tubo se mezcle con el agua del segundo tubo, provocando un ascenso del nivel del agua dentro del segundo tubo; una unidad de turbina dispuesta para convertir la energía cinética del agua en movimiento en el segundo tubo en energía mecánica y/o eléctrica. ES8202892 se refiere al aprovechamiento de la energía del oleaje utilizando desplazamientos provocados en un flotador. Se describe diversos mecanismos que aprovechan el movimiento del flotador en un sentido que impiden que el efecto conseguido se nule al desplazarse el flotador en sentido contrario. Estos mecanismos consisten principalmente en mantener el desplazamiento del flotador en dirección vertical y en válvulas o trinquetes que impiden que la acción anule a la reacción. Las válvulas se usan para elevar el agua marina mediante conducciones y los trinquetes para provocar el giro de ejes en un solo sentido. ES8300950 describe un procedimiento y aparato para elevar agua con el fin de generar energía. El proceso consiste en crear un medio ambiente formado por aire y gotitas de agua, en el cual las fuerzas de arrastre actúan sobre las gotitas elevándolas de un nivel inferior a otro superior, y en recoger dichas gotitas en el nivel superior. El dispositivo consta de una torre elevadora que tiene un extremo superior abierto y un extremo inferior en forma de conducto para el movimiento vertical de la masa de aire; de un dispositivo para inyectar las gotitas de agua caliente en la parte inferior de la torre, mezclándose con la masa de aire; y de un dispositivo de turbina que responde al movimiento de aire en la torre, generando energía. Conclusiones: Como se desprende de la investigación realizada, ninguno de los documentos encontrados soluciona los problemas planteados como lo hace la invención propuesta. DESCRIPCIÓN DE LA INVENCIÓN El sistema de almacenamiento y generación de energía por gravedad en diferentes fluidos objeto de la presente invención se constituye a partir del principio de empuje en fluidos diferentes densidades, donde un cuerpo asciende o desciende en función de si la densidad es menor o mayor que la del fluido, respectivamente. Para ello se presentan tres cuerpos con tres densidades distintas: - Fluido A, para el ascenso. - Fluido B, para el descenso. - Elemento C, carga que asciende y desciende. Y la relación entre sus distintas densidades es la siguiente: dA > de > dB De esta forma, cuando se quiera almacenar una energía potencia gravitatoria del elemento C, este se introduce en el fluido A, y la diferencia de densidades hará que el elemento C ascienda. Una vez ha llegado al punto más elevado dentro de A, es retenido y almacenado en el fluido B, hasta el momento en que se requiera aprovechar su energía potencial para generar energía eléctrica, donde es soltado y descenderá por el mismo principio de diferencia de fluidos, esta vez invertidas las densidades. Una vez el elemento C se encuentra en el punto inferior del fluido B, donde coincide con el punto inferior del fluido A, se puede volver a repetir el ciclo cuantas veces se desee. Por otro lado, es importante recalcar que en el ciclo completo de inyectar energía y extraerla del sistema, se pierde energía, no pudiendo producirse una eficiencia del 100%; ya sean pérdidas por rozamiento, por causas periféricas al sistema, o por la energía que hay que emplear en el traspaso del elemento C entre los fluidos A y B. No obstante, la pérdida de energía es mucho menor que cuando se realiza en sistemas de almacenamiento de energía por gravedad convencionales, donde la elevación y descenso de la carga se realiza siempre bajo un mismo entorno. La elección de los cuerpos A, B y C dependerán del uso que vaya a tener la instalación, ya que la relación teórica entre ellos ha de ser simple, pero su elección práctica ha de tener en cuenta distintos factores, como pueden ser: - Tamaño de la instalación. Cada material puede tener sus ventajas y desventajas dependiendo de la escala a la que se implemente la solución, ya que el propio coste del material o sus buenas propiedades para su cometido pueden verse magnificadas o reducidas si hablamos de m3 mm3, etc. - Energía de cambio de fase. La elección de los materiales influye directamente en la energía necesaria para hacer el cambio de un entorno a otro del elemento C. - Método de generación. Todo este proceso se enfoca en poder generar electricidad cuando el elemento C descienda, con lo que la elección de los materiales y escala del proyecto dependerá directamente con la que el rendimiento en esta generación sea mejor, teniendo en cuenta todos los factores. Se puede hablar de encapsulados que permitan un agarre físico para una producción por tracción en el descenso a una polea, o por generación del elemento descendiendo (con acoples electromagnéticos) explicando un devanado en su descenso, etc. - En caso de que en el sistema de elevación deba realizarse un control de velocidad para que no sea un ascenso libre determinado solo por la flotabilidad, se ofrece la posibilidad de extracción de energía con la ralentización del ascenso. - Los cuerpos definidos como A, B y C pueden pertenecer a diferentes estados de la materia, dado que la diferencia de la densidad es la clave para poder realizar el sistema. Los materiales y su estado de agregación serán seleccionado en función de sus características para el rendimiento óptimo del sistema. Salvo que se indique lo contrario, todos los elementos técnicos y científicos usados en la presente memoria poseen el significado que habitualmente entiende un experto normal en la técnica a la que pertenece esta invención. En la práctica de la presente invención se pueden usar procedimientos y materiales similares o equivalentes a los descritos en la memoria. A lo largo de la descripción y de las reivindicaciones la palabra "comprende" y sus variantes no pretenden excluir otras características técnicas, aditivos, componentes o pasos. Para los expertos en la materia, otros objetos, ventajas y características de la invención se desprenderán en parte de la descripción y en parte de la práctica de la invención. BREVE DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS Para una mejor comprensión de la presente descripción se acompañan unos dibujos que representan una realización preferente no limitativa de la presente invención: Figura 1: Vista esquemática de un modelo de sistema de almacenamiento y generación de energía por gravedad en diferentes fluidos objeto de la presente invención. Figura 2: Vista esquemática de los principales momentos dentro del ciclo de almacenamiento y generación de energía por gravedad en diferentes fluidos objeto de la presente invención. Las referencias numéricas que aparecen en dichas figuras corresponden a los siguientes elementos constitutivos de la invención: 1234567 1. Fluido/medio A (agua) 2. Fluido/medio B (aire) 3. Carga (bidón de aceite) 4. Subsistema de inundación 5. Subsistema de extracción 6. Subsistema de almacenaje 7. Subsistema de generación de electricidad DESCRIPCIÓN DE UNA REALIZACIÓN PREFERENTE Una realización preferente del sistema de almacenamiento y generación de energía por gravedad en diferentes fluidos objeto de la presente invención, con alusión a las referencias numéricas, puede basarse en un entorno compuesto por tres cuerpos con tres densidades distintas: - Fluido/medio A (1) , para el ascenso. - Fluido/medio B (2) , para el descenso. - Elemento C, carga (3) que asciende y desciende. Y la relación entre sus distintas densidades es la siguiente: dA > de > dB Donde el fluido A (1) será agua perteneciente a un almacenamiento artificial de agua en forma de presa hidráulica con una altura h; el medio B (2) será el propio aire de la atmósfera; y el elemento C (3) será un bidón lleno de aceite cuya densidad está comprendida entre la del agua y la del aire. Dicho bidón cilindrico dispone de una morfología que permite desplazarse verticalmente por el medio A (1) y permite interactuar con los otros elementos del sistema que se describen a continuación: - Subsistema de inundación (4) . Que permite introducir el bidón por la parte inferior del medio A (1) . - Subsistema de extracción (5) . Que permite sacar el bidón por la parte superior del entorno A (1) para pasarlo al entorno B (2) . - Subsistema de almacenamiento (6) . Que permite almacenar bidones del elemento C (3) en la parte superior del sistema, para ser utilizados cuando se requieran en el proceso de generación de energía en su descenso. - Subsistema de generación de electricidad (7) . Que permite generar electricidad en el descenso del elemento C (3) al descender por el medio B (2) . El subsistema de inundación (4) se compone de una cámara ubicada en el punto inferior de la presa hidráulica, y comprende dos compuertas: una para el acceso del bidón del elemento C (3) desde el medio B (2) y vaciado de la cámara; y otra, superior, para el llenado e inundación de la cámara, por la que sale el bidón del elemento C (3) hasta la superficie del medio A (1) . El subsistema de extracción (5) se compone de una estructura grúa que recoge el bidón del elemento C (3) de la superficie del medio A (1) y lo lleva al subsistema de almacenamiento (6) donde esperará hasta ser requerido para generar energía. En el momento de generar energía, el mismo subsistema de extracción (5) recoge el bidón del elemento C (3) en cuestión, y el mismo cable que lo sustenta está enrollado en el eje de un generador eléctrico, el cual, al liberarse, deja caer la carga, desenrollando el cable y haciendo girar al generador, produciendo energía eléctrica, la cual puede quedar almacenada o derivada a una red. El número de bidones de elemento C (3) puede ser superior a uno, almacenándose tantos como se quiera o encontrándose varios de ellos en distintas fases del ciclo del sistema. En una realización diferente, y dado que el almacenaje de los bidones en la superficie puede ser bastante limitado, se pretende usar el propio volumen de la presa como almacenamiento. Para ello, se dispone de un sistema de anclajes a diferentes niveles de profundidad de la presa, donde los bidones pueden ser anclados. De este modo, el bidón se queda a cierta profundidad a la espera de ser necesario, cuando será liberado y por flotabilidad subirá a la superficie, donde puede ser usado con su potencial gravitatorio. Siguiendo dicho esquema, un ejemplo de procedimiento para llevar a cabo el almacenaje y/o generación de energía eléctrica a partir del sistema descrito constaría de las siguientes etapas o fases: i.- La cámara del subsistema de inundación (4) se encuentra vaciada del fluido A (1) . ii. - Se introduce el bidón del elemento C (3) en dicha cámara. iii. - La cámara del subsistema de inundación (4) se llena del fluido A (1) . iv. - El bidón del elemento C (3) asciende por el medio A (1) hasta su superficie. v. l subsistema de extracción (5) lo recoge y lo lleva al subsistema d almacenamiento (6) , a la espera de ser utilizado para generar electricidad. vi. - Se requiere la generación de energía eléctrica, y el subsistema de extracción recoge el bidón del elemento C (3) del subsistema de almacenamiento (6) y lo deja caer por el medio B (2) , generando electricidad desde el generador instalado en la estructura grúa del sistema de extracción (5) . vii.- El bidón del elemento C (3) se encuentra en el punto inferior del sistema, listo para comenzar de nuevo el ciclo desde la etapa inicial i, donde la cámara del subsistema de inundación (4) se ha vaciado previamente.

Publicaciones:
ES2962184 (15/03/2024) - A1 Solicitud de patente con informe sobre el estado de la técnica
Eventos:
En fecha 14/08/2022 se realizó Registro Instancia de Solicitud
En fecha 16/08/2022 se realizó Admisión a Trámite
En fecha 16/08/2022 se realizó 1001P_Comunicación Admisión a Trámite
En fecha 19/09/2022 se realizó Superado examen de oficio
En fecha 28/10/2022 se realizó Realizado IET
En fecha 03/11/2022 se realizó 1109P_Comunicación Traslado del IET
En fecha 15/03/2024 se realizó Publicación Solicitud
En fecha 15/03/2024 se realizó Publicación Folleto Solicitud con IET (A1)
En fecha 15/03/2024 se realizó 5215P_Observaciones del solicitante al IET, Opinión Escrita y/o alegaciones a observaciones de terceros
En fecha 20/03/2024 se realizó PETEX_Petición de examen sustantivo
Pagos:
30/07/2022 - Pago Tasas IET