BR112021011536A2

BR112021011536A2 - Usina e método para o acúmulo de energia na forma térmica

Info

Publication number: BR112021011536A2
Application number: BR112021011536-6A
Authority: BR
Inventors: Mario Magaldi; Fulvio Bassetti
Original assignee: Magaldi Power S.P.A.
Priority date: 2018-12-28
Filing date: 2019-10-03
Publication date: 2021-08-31
Also published as: IL284451A; CN113227671A; MX2021007890A; CA3122919A1; JP7462649B2; CL2021001702A1; KR20210108446A; EP3903047A1; JP2022515261A; US20220090827A1; AU2019412536A1; WO2020136456A1

Abstract

usina e método para o acúmulo de energia na forma térmica. a presente invenção refere-se a usina e método para a acumulação de energia térmica, que compreende pelo menos um dispositivo de acumulação (1), o dito dispositivo de acumulação (1) que possui: um invólucro de contenção (2); um leito (3) de partículas sólidas fluidizáveis recebidos dentro do dito invólucro (2); meios de aquecimento (7; 70; 70?; 700) termicamente conectados com o dito leito de partículas (3), cujos meios de aquecimento são configurados para transmitir energia térmica às ditas partículas; e meios de troca de calor (8; 5), também termicamente conectados ao dito leito de partículas (3) e seletivamente ativados para receber energia térmica dele, a configuração geral sendo de modo que a dita energia térmica é transferida dos meios de aquecimento (7; 70; 70?; 700) às partículas sólidas fluidizáveis do dito leito (3) e, de maneira simultânea ou diferida, a partir das ditas partículas sólidas fluidizáveis aos ditos meios de troca de calor (8; 5), em que a usina é configurada para alimentar os ditos meios de aquecimento por meio de energia elétrica em excesso, por exemplo, oriunda de uma fonte renovável, particularmente energia eólica ou fotovoltaica, ou por meio de energia térmica residual, que é resíduo térmico de processos industriais.

Description

Relatório Descritivo da Patente de Invenção para "USINA E MÉTODO PARA O ACÚMULO DE ENERGIA NA FORMA TÉRMICA". Descrição Campo técnico da invenção

[001] A presente invenção se refere a usina e método para o acúmulo de energia na forma térmica. Em particular, a invenção utiliza dispositivos para a acumulação de energia térmica que utilizam um leito de partículas sólidas fluidizáveis. Estado da técnica

[002] São conhecidas usinas de baixo custo para a produção de energia elétrica a partir de fontes renováveis, em particular fotovoltaica e eólica.

[003] Nos últimos dez anos, aumentou significativamente a utilização de usinas fotovoltaicas em Itália e em todo o mundo, bem como da componente eólica, sobretudo e sobretudo tendo em vista a descarbonização (utilização de fontes de energia isentas de emissões atmosféricas de CO2). Com a crescente componente de produção de fontes renováveis pela sua natureza descontínua, como o vento e o sol, são cada vez mais determinadas situações em que, durante alguns períodos de tempo, ocorre um excesso de disponibilidade de energia não explorada, em detrimento da exploração global de a produção.

[004] Além disso, para compensar a redução da disponibilidade de energia oriunda de fontes renováveis em outros períodos, é necessário o suprimento de energia a partir de combustíveis fósseis ou nucleares ou de grandes hidrelétricas.

[005] Além disso, o custo da energia elétrica está sujeito a variações consideráveis ligadas à tendência do mercado de energia e quando houver uma diferença considerável entre o valor máximo e o valor mínimo, adquiri-lo ao custo mínimo, acumulando-o e entregando- o posteriormente vezes em um valor mais alto resulta em uma oportunidade.

[006] Para resolver as desvantagens acima mencionadas, por vezes recorre-se a baterias eletroquímicas que, no entanto, não permitem armazenar níveis de energia importantes. Além disso, alguns sistemas de acumulação eletroquímica utilizados são o elemento mais crítico de todo o sistema de produção, sobretudo devido à sua curta vida útil, ao elevado custo de investimento em relação ao desempenho, à dependência deste último da temperatura ambiente, ao risco de incêndios, a necessidade de usinas de condicionamento (para manter a temperatura desejada), o uso de metais poluentes, a disponibilidade limitada, a necessidade de descarte no final da operação e, em qualquer caso, a capacidade limitada de acumulação da quantidade acima mencionada de energia necessária para garantir a continuidade do fornecimento em cada condição ambiental. Sumário da invenção

[007] O problema técnico colocado e resolvido pela presente invenção é então superar as desvantagens mencionadas acima com referência à técnica conhecida, disponibilizando uma usina de acumulação de energia na forma térmica de eficácia particular, especialmente para garantir uma continuidade de operação no fornecimento de energia elétrica ou energia térmica para um usuário final.

[008] O problema técnico mencionado acima é resolvido por uma usina de acordo com a reivindicação 1 e um método de acordo com a reivindicação 21.

[009] As características preferidas da invenção são apresentadas nas reivindicações dependentes.

[010] A invenção é baseada em um dispositivo que permite um acúmulo de energia, na forma térmica, em um leito de partículas sólidas fluidizáveis e uma transferência e/ou conversão contemporânea ou subsequente da energia acumulada, de modo a permitir um uso programável e flexível da energia de saída com base nas necessidades de um usuário final. Vantajosamente, a energia acumulada pode ser retransformada em energia elétrica ou utilizada diretamente na forma térmica, por exemplo para o aquecimento urbano ou usinas de dessalinização, ou mesmo ser submetida a um uso combinado dessas duas formas em aplicações civis ou industriais.

[011] A energia térmica acumulada no leito de partículas é produzida por componentes inseridos no mesmo leito ou a ele ligados termicamente, que exploram a energia elétrica disponível em excesso na rede, devido ao excesso de produção, fornecida por exemplo por um ou mais fotovoltaicos, eólicos sistemas de potência ou sistemas associados a diferentes fontes de energia, ou devido à redução das cargas dos usuários. Em termos gerais, o dispositivo proposto acumula em forma térmica a energia elétrica proveniente de outras fontes, por exemplo, a energia elétrica disponível em excesso em relação às necessidades de um usuário, em particular a energia produzida por usinas eólicas ou fotovoltaicas.

[012] Alternativamente, ou em combinação com o que acabamos de ilustrar, pode ser explorada a acumulação de resíduos térmicos de energia térmica provenientes de diversas fontes, por exemplo siderúrgicas, cimenteiras, termelétricas ou outros processos industriais. Neste caso, a energia térmica de potência pode ser explorada aquecendo um gás de fluidização do leito de partículas ou inserindo trocadores de calor dedicados em tal leito de partículas.

[013] Os ditos sistemas de energia elétrica ou térmica dos componentes de aquecimento do leito podem ser inseridos na mesma usina que recebe o leito de partículas ou podem estar em uma posição separada e/ou remota em relação ao mesmo.

[014] Além disso, diversas fontes de energia podem ser utilizadas em diferentes fases do aquecimento de leito fluidizado, ou seja, para diferentes faixas de temperatura.

[015] Os componentes que aquecem o leito de partículas podem ser imersos no próprio leito e incluem, por exemplo, resistores elétricos, elementos de bomba de calor ou outros.

[016] Tais componentes ou elementos de aquecimento imersos no leito de partículas podem fornecer uma proteção obtida com camadas adequadas, ou telas, de material resistente a altas temperaturas, por exemplo, meios cerâmicos ou refratários.

[017] No caso de utilização de resistores, eles, como é conhecido, produzem energia térmica por efeito Joule.

[018] No caso de utilização de bombas de calor, ainda como se sabe, trata-se de máquinas térmicas capazes de transferir energia térmica de uma fonte com temperatura inferior para uma fonte com temperatura superior, utilizando energia elétrica. A fonte de menor temperatura pode ser representada, por exemplo, pelo ambiente externo ou por resíduos térmicos (rejeitos) de processos industriais.

[019] Vantajosamente, os componentes de aquecimento, em particular os resistores e/ou um condensador da bomba de calor, podem ser ligados a uma base ou a paredes laterais de um invólucro do dispositivo.

[020] O leito de partículas pode incluir, ou consistir em, areia ou outro material adequado com alto calor específico. Em configurações preferidas, as partículas do leito atingem temperaturas de acumulação ≥ cerca de 600 °C e mais preferencialmente compreendidas em uma faixa de cerca de 700-1000 °C.

[021] Conforme mencionado acima, o leito é preferencialmente fluidizado por meio de um sistema para fornecer e distribuir um gás de fluidização, tipicamente ar.

[022] A fluidização pode envolver uma região de operação específica do leito, por exemplo, uma seção diretamente em contato com os resistores elétricos, com o condensador da bomba de calor ou com outro componente de aquecimento, ou com todo o leito de partículas. Vantajosamente, o sistema de fluidização pode fornecer várias unidades de fluidização que podem ser ativadas independentemente umas das outras e/ou uma possibilidade de fluidização independente de partes selecionadas do leito, que é uma “compartimentação” da fluidização.

[023] Em outra modalidade preferida, os componentes de aquecimento, por exemplo os resistores elétricos acima mencionados, podem ser dispostos para aquecer o gás de fluidização do leito de partículas, fornecendo então energia térmica a esse leito através do dito gás de fluidização.

[024] Além disso, os componentes de aquecimento podem aquecer o gás a ser fornecido em outros pontos do dispositivo, por exemplo na área da superfície livre, ou borda livre, do leito de partículas.

[025] Em variantes de modalidade, os elementos de aquecimento também podem, ou apenas, aquecer um fluido operacional ou transportador, por exemplo, ar ou água, passando por trocadores de calor, por exemplo, com feixes de tubos, imersos no leito de partículas.

[026] Nessas variantes, os elementos de aquecimento podem ser aplicados ao calor, em particular até mais de 800 - 900 °C, o dito fluido operacional ou gás.

[027] A usina de acumulação está configurada para transferir, conforme dito de forma diferida, a energia térmica para outro componente e/ou usina para a produção e fornecimento de energia elétrica e/ou de energia térmica. Para este propósito, o dispositivo de acumulação pode incluir, ou estar associado a, um ou mais dos seguintes componentes de troca de calor:

[028] Elementos do tipo termoelétrico, termiônico e/ou termofotovoltaico, ou ainda de outro tipo, capazes de realizar a conversão da energia térmica acumulada em energia elétrica;

[029] trocadores de calor - alojados dentro do dispositivo de acumulação e inseridos ou sobrepostos pelo leito de partículas - onde flui um fluido operacional, em particular para alimentar um ciclo termodinâmico para a produção de energia elétrica;

[030] trocadores de calor pertencentes a uma bomba de calor, que subtrai energia térmica ao leito de partículas para cedê-la a outro ambiente que a utiliza de acordo com as necessidades;

[031] trocadores de calor operando, geralmente, para aquecer um fluido, tipicamente vapor, para o uso direto e eficiente da energia térmica para usos civis, agrícolas ou industriais.

[032] De preferência, mesmo esses componentes de troca de calor - se imersos no leito de partículas ou assim lapidados - são protegidos por camadas ou telas adequadas de material resistente a altas temperaturas, por exemplo, meios cerâmicos ou refratários.

[033] De preferência, os ditos componentes de troca de calor podem ser ativados seletivamente, por exemplo, por meio de interruptores e/ou válvulas elétricas, independentemente uns dos outros, de modo a intervir ou ser desativados de acordo com a real solicitação de energia elétrica e/ou térmica a jusante do usuário.

[034] A transferência de energia térmica do dispositivo de acumulação também pode ocorrer, alternativamente ou em conjunto com os modos descritos, utilizando diretamente o gás de fluidização quente que sai do leito de partículas. Este gás, utilizado total ou parcialmente, é preferencialmente pulverizado por meio de ciclones ou filtros cerâmicos resistentes às altas temperaturas, antes de ser enviado aos usuários a jusante.

[035] Com base em modalidades preferidas, duas configurações do dispositivo de acumulação são fornecidas, conforme ilustrado a seguir.

[036] Uma primeira modalidade é baseada em uma configuração, que será chamada de "fechada", em que o leito de partículas é alojado dentro de um invólucro que não tem aberturas para o ambiente externo. Portanto, nesta configuração, a energia térmica acumulada pelo leito de partículas é produzida exclusivamente pelos componentes de aquecimento acima mencionados.

[037] Em uma segunda modalidade, é fornecida uma configuração, que será chamada de "aberta", em que o dispositivo tem um invólucro fornecido com uma abertura para o ambiente externo. Através desta abertura, a energia térmica associada a uma radiação solar concentrada por um sistema óptico adequado pode ser transferida para o leito de partículas. A abertura pode permitir uma conexão direta, sem telas, entre ambiente externo e interno ou ser dotada de painel, ou janela, transparente à radiação solar.

[038] Tal utilização do potencial térmico de energia solar, possivelmente concentrado por helióstatos, para a produção de energia elétrica é conhecida na técnica. Em particular, os dispositivos para a acumulação e a transferência da dita energia térmica com base em um leito de partículas sólidas fluidizáveis expostas, direta ou indiretamente, à radiação solar são conhecidos, por exemplo, em WO2013/150347A1 e WO2017/021832A1.

[039] Nesta segunda modalidade, então, a energia térmica acumulada no leito fluidizado pode vir de duas contribuições: uma contribuição de energia primária, como a concentração de radiação solar pelo sistema óptico e absorvida pelo leito fluido, e uma contribuição de energia secundária, tal como a energia elétrica convertida em energia térmica por meio dos componentes de aquecimento associados a um mesmo leito fluidizável.

[040] Esta última modalidade é particularmente vantajosa quando é necessário garantir uma disponibilidade constante de energia térmica em quaisquer condições meteorológicas para alimentar processos industriais que requerem continuidade, como por exemplo a dessalinização térmica.

[041] O sistema de acumulação proposto, como dito, acumula energia térmica, preferencialmente de fontes renováveis, para produzir energia elétrica e/ou térmica de forma flexível. Pode utilizar uma pluralidade de dispositivos de acumulação, cada um deles implementando um módulo que pode ser multiplicado conforme desejado para produzir energia elétrica e térmica a serviço de comunidades e usinas industriais 24h/365d e representa uma alternativa sustentável, além de durável e econômica, aos atuais sistemas de acumulação eletroquímica, bem como aos sistemas de produção de energia de combustíveis fósseis.

[042] O sistema descrito até o momento pode acumular energia térmica para quantidades mensuráveis de até dezenas de GWh, então adequado para servir turbinas de grande porte com alto nível de eficiência.

[043] Além disso, no que diz respeito à técnica conhecida o sistema é capaz de fornecer serviços importantes para a estabilidade da rede elétrica, esta última, como dito, cada vez mais precária devido ao aumento contínuo das energias renováveis descontínuas e assim permitir o abandono as fontes tradicionais baseadas em fontes fósseis ou nucleares.

[044] Outra vantagem do sistema proposto é a independência da latitude, uma vez que pode ser instalado em qualquer país do mundo, sob qualquer condição climática, prestando serviços essenciais de baixo custo e com impacto ambiental zero, ao meio ambiente e ao bem- estar da população.

[045] Vantagens, características e modos de uso adicionais da presente invenção resultarão evidentes a partir da seguinte descrição detalhada de algumas modalidades da mesma, mostradas a título de exemplo e não para fins limitativos. Breve descrição das figuras

[046] As figuras dos desenhos anexos serão ditas, em que:

[047] A Figura 1 refere-se a uma primeira modalidade preferida de um dispositivo para acumular e transferir energia térmica de uma usina de acordo com a invenção, cujo dispositivo compreende resistores elétricos inseridos em um leito de partículas fluidizáveis, em configuração fechada e providos de termiônicos, termoelétricos e/ou componentes termofotovoltaicos para a transformação direta de energia térmica em energia elétrica, por meio da apresentação de uma representação esquemática dos mesmos em corte longitudinal;

[048] A Figura 1bis refere-se a uma primeira variante da modalidade do dispositivo da Figura 1, em que no lugar dos resistores é usada uma bomba de calor;

[049] A Figura 1ter refere-se a uma segunda variante da modalidade do dispositivo da Figura 1, em que no lugar dos resistores aquecedores associados a um circuito para fornecer gás de fluidização são usados;

[050] A Figura 1quater refere-se a uma variante da modalidade do dispositivo da Figura 1ter, que fornece aquecedores usados para aquecer um fluido operacional, por exemplo ar ou água, fluindo em trocadores de calor adequados inseridos no leito de partículas;

[051] A Figura 2 refere-se a uma segunda modalidade preferida do dispositivo para acumular e transferir energia térmica de uma usina de acordo com a invenção, em que a configuração da Figura 1 trocadores de calor inseridos no leito de partículas foram adicionados, mostrando uma representação esquemática dos mesmos em seção longitudinal;

[052] A Figura 2bis refere-se a uma variante da modalidade preferida do dispositivo da Figura 1bis, em que trocadores de calor inseridos no leito de partículas foram adicionados, mostrando uma representação esquemática dos mesmos em corte longitudinal;

[053] A Figura 2ter refere-se a uma variante da modalidade preferida do dispositivo da Figura 1ter, em que trocadores de calor inseridos no leito de partículas foram adicionados, mostrando uma representação esquemática dos mesmos em seção longitudinal;

[054] A Figura 2quater refere-se a uma variante da modalidade preferida do dispositivo da Figura 1quater, em que trocadores de calor inseridos no leito de partículas foram adicionados, mostrando uma representação esquemática do mesmo em seção longitudinal;

[055] A Figura 3 refere-se a uma terceira modalidade preferida do dispositivo para acumular e transferir energia térmica de uma usina de acordo com a invenção, que usa resistores elétricos, em configuração aberta e fornecidos com componentes termiônicos, termoelétricos e/ou termofotovoltaicos para a transformação direta de energia térmica em energia elétrica, mostrando uma representação esquemática da mesma em seção longitudinal;

[056] A Figura 3bis refere-se à mesma variante da modalidade da Figura 2bis, em uma configuração alternativa de tipo aberto, mostrando uma representação esquemática da mesma em corte longitudinal;

[057] A Figura 3ter refere-se à mesma variante da modalidade da Figura 2ter, em uma configuração alternativa do tipo aberto, mostrando uma representação esquemática da mesma em corte longitudinal;

[058] A Figura 3quater refere-se à mesma variante da modalidade da Figura 2quater, em uma configuração alternativa de tipo aberto, mostrando uma representação esquemática da mesma em corte longitudinal;

[059] A Figura 4 refere-se a uma quarta modalidade preferida do dispositivo para acumular e transferir energia térmica de uma usina de acordo com a invenção, em que na configuração da Figura 3 trocadores de calor inseridos no leito de partículas foram adicionados, mostrando uma representação esquemática dos mesmos. na seção longitudinal.

[060] A Figura 4bis refere-se à mesma variante da modalidade da Figura 1bis, em uma configuração alternativa de tipo aberto, mostrando uma representação esquemática da mesma em corte longitudinal;

[061] A Figura 4ter refere-se à mesma variante da modalidade da Figura 1ter, em uma configuração alternativa de tipo aberto, mostrando uma representação esquemática da mesma em corte longitudinal;

[062] A Figura 4quater refere-se à mesma variante da modalidade da Figura 1quater, em uma configuração alternativa de tipo aberto, mostrando uma representação esquemática da mesma em corte longitudinal;

[063] A Figura 5 mostra um diagrama de blocos de uma usina de acumulação de energia de acordo com uma modalidade preferida da invenção, que compreende dispositivos de acumulação de acordo com qualquer uma das modalidades mencionadas acima e variantes de modalidade, cada uma implementando um respectivo módulo de acumulação, usina pela qual é alimentada fontes renováveis e inseridas em uma usina termelétrica existente;

[064] A Figura 6 mostra um diagrama de blocos de uma variante da configuração da Figura 5, em que uma turbina realizando um reaquecimento de vapor é inserida;

[065] A Figura 7 mostra um diagrama de blocos de uma usina de acumulação de energia de acordo com outra modalidade preferida da invenção, cuja usina produz energia elétrica e compreende dispositivos de acumulação de acordo com qualquer uma das modalidades mencionadas acima e variantes da modalidade, cada uma implementando um respectivo módulo de acumulação, qual usina é alimentada por fontes renováveis e onde os ditos dispositivos substituem uma caldeira tradicional;

[066] A Figura 8 mostra um diagrama de blocos de uma usina de acumulação de energia de acordo com uma modalidade preferida adicional da invenção, cuja usina produz energia térmica e compreende dispositivos de acumulação de acordo com qualquer uma das modalidades mencionadas acima e variantes da modalidade, cada uma implementando um respectivo módulo de acumulação, cuja usina é alimentada por fontes renováveis; e

[067] A Figura 9 mostra uma representação esquemática de uma configuração de usina de acumulação de acordo com uma modalidade preferida da invenção, que compreende 50 módulos, cada um baseado em um respectivo dispositivo de acumulação de acordo com qualquer uma das modalidades e variantes de modalidade acima mencionadas.

[068] Os tamanhos mostrados nas figuras acima mencionadas devem ser entendidos como meramente exemplificativos e eles não são necessariamente representados proporcionalmente.

[069] Descrição detalhada das modalidades preferidas da invenção

[070] As modalidades e variantes da invenção serão descritas a seguir, e isto com referência às figuras acima mencionadas.

[071] Componentes análogos são designados com a mesma referência numérica nas várias figuras.

[072] Na seguinte descrição detalhada, modalidades e variantes adicionais em relação às modalidades e variantes já tratadas na mesma descrição serão ilustradas limitadas às diferenças em relação ao que já ilustrado.

[073] Além disso, as várias modalidades e variantes descritas a seguir, bem como os componentes, meios e elementos relativos, são susceptíveis de serem usados em combinação.

[074] Com referência à Figura 1, um dispositivo para acumular e transferir energia térmica de acordo com uma primeira modalidade preferida da invenção é designado como um todo com 1.

[075] O dispositivo destina-se a ser utilizado em uma usina com a função de acumular e transferir energia térmica, a saber em uma usina de produção de energia elétrica e/ou térmica.

[076] O dispositivo 1 compreende, em primeiro lugar, um invólucro de contenção 2, que define um compartimento interno 20, este último configurado para alojar um leito 3 de partículas fluidizáveis.

[077] O invólucro 2 pode ter geometria poligonal, por exemplo cúbica ou em paralelepípedo. No presente exemplo, o invólucro 2 tem uma parede superior 21, uma saia lateral 23 e uma parede inferior ou base 24.

[078] Com relação à geometria do dispositivo 1, podemos definir uma direção longitudinal L, no presente exemplo de direção vertical, e uma direção transversal T, ortogonal à direção longitudinal L e, neste exemplo, então, direção horizontal.

[079] O dispositivo 1 é aqui configurado de forma fechada, ou seja, não possui aberturas para o ambiente externo e, de preferência, é isolado termicamente em relação ao mesmo.

[080] O leito de partículas fluidizáveis 3 é do tipo granular, que é formado por partículas sólidas. O tipo de material granular preferido para o leito de partículas do dispositivo 1 tem características de alta capacidade, condutividade e difusividade térmica.

[081] O leito 3 ocupa o compartimento interno 20 de modo a deixar, mesmo em uso, um espaço livre 22, ou borda livre, acima de sua própria superfície livre 35. Particularmente, o espaço 22 é limitado no lado inferior pela superfície livre 35, em o lado superior pela parede 21 do invólucro 2 e lateralmente pela saia 23 do próprio invólucro.

[082] O leito de partículas 3 é preferencialmente colocado em movimento por meios de fluidização, designados como um todo por 4 e configurados para fornecer e distribuir um gás de fluidização, em particular ar, através do mesmo leito de partículas 3. Na presente modalidade, os meios 4 compreende uma pluralidade de elementos para fornecer ou introduzir ar de fluidização, dispostos na base inferior 24 do invólucro 2, que é o leito de partículas 3.

[083] O percurso do ar de fluidização dentro do leito de partículas 3 é então de baixo para cima, em particular vertical ou substancialmente vertical. Em termos mais gerais, a introdução do gás de fluidização ocorre de acordo com a direção longitudinal L.

[084] O gás de fluidização proveniente do leito de partículas 3 é coletado dentro da área livre, ou borda livre 22, e é capturado por exaustores adequados (não ilustrados) colocados na parede superior

21.

[085] Vantajosamente, podem ser fornecidos meios para variar seletivamente a velocidade e/ou a taxa de fluxo do gás de fluidificação. Da mesma forma, pode ser proporcionada uma fluidização seletiva e/ou diferenciada de partes do leito de partículas.

[086] Um ou mais resistores elétricos, ou resistores, 7 são posicionados dentro do leito de partículas 3 e, de preferência, totalmente imersos nele. Na presente modalidade, eles são introduzidos, a título de exemplo, a partir da base do leito de partículas e se estendem na direção longitudinal L.

[087] Os ditos resistores 7 são alimentados por meios para a produção de energia elétrica, por exemplo do tipo fotovoltaica e/ou eólica, e de preferência são protegidas por telas (não ilustradas) resistentes a altas temperaturas, como por exemplo camadas de material cerâmico.

[088] Na área livre, ou borda livre 22, um ou mais componentes de troca de calor 8 são alojados, os quais podem ser conectados ou montados na parede 21 do invólucro 2. Os componentes de troca de calor 8 são termicamente conectados ao leito de partículas 3 e pode ser ativado por sistemas como interruptores elétricos (não ilustrados). No presente exemplo, vantajosamente, os componentes 8 são do tipo termoelétrico, termiônico, termofotovoltaico ou uma combinação dos mesmos. Os componentes 8 são configurados para uma transformação direta de energia térmica em energia elétrica e então eles realmente convertem a energia térmica do leito de partículas 3 em energia elétrica utilizável por usuários de qualquer tipo.

[089] Os componentes 8 podem ser alojados mesmo dentro do leito de partículas fluidizadas 3 e, em seguida, são imersos - ou lapidados por - nas partículas fluidizadas.

[090] Mesmo os componentes 8 são preferencialmente protegidos por (não ilustrados) telas resistentes a altas temperaturas ou abrasão, como por exemplo camadas de material cerâmico.

[091] As Figuras 1bis, 1ter e 1quater mostram cada variante da modalidade respectiva do dispositivo da Figura 1, em que os resistores elétricos 7 são substituídos por diferentes meios de aquecimento ou componentes do leito de partículas, de fato configurados para converter uma energia de entrada, particularmente energia elétrica , em energia térmica de aquecimento do leito de partículas 3.

[092] Na Figura 1bis, dentro do leito de partículas, 3 trocadores de calor 70 são posicionados pertencentes a um circuito de uma bomba de calor 71, esta última compreendendo um segundo trocador 72, em contato com uma fonte de baixa temperatura, um compressor 73 e uma válvula de laminação 74.

[093] Na variante da Figura 1quater, os trocadores imersos no leito de partículas, designados com 70', são parte de um circuito de troca de calor 71' com base no uso de um fluido operacional.

[094] Na Figura 1ter, dentro do circuito de fornecimento do gás de fluidização, são inseridos aquecedores de ar 700 que aumentam a temperatura do gás que entra no leito de partículas 3, permitindo aumentar a energia térmica contida no mesmo.

[095] A Figura 2 se refere a uma segunda modalidade do dispositivo de acordo com a invenção, aqui designado por 1'. O dispositivo 1' é diferente daquele da primeira modalidade e variantes relacionadas, conforme descrito acima devido ao fato de ter outros elementos de troca de calor alojados dentro do leito 3, em particular feixes de tubos 5. Esses feixes de tubos 5 podem ser cruzados por um fluido, por exemplo água no estado líquido e/ou vapor, e recebe calor das partículas do leito 3.

[096] Em particular, na configuração da Figura 2, o fluido operacional que sai do dispositivo 1' através dos feixes de tubos 5, sob condições de temperatura e pressão de projeto, pode ser feito para expandir em uma turbina 510 acoplada a um gerador para a produção de energia elétrica ou pode ser utilizada para outros fins industriais, por exemplo, para a produção de água quente, em sistemas de condicionamento ou usinas de dessalinização. Em outras palavras, os feixes de tubos 5 são conectados a outros componentes da usina em que o dispositivo 1' é inserido, por exemplo, uma ou mais turbinas 510, condensadores 521, atiradores 530, trocadores de calor intermediários 511, bombas 520 e assim por diante, cada um conhecido por si mesmo.

[097] As variantes de modalidade podem fornecer, como componentes únicos ou elementos de troca de calor associados ao leito de partículas 3, os feixes de tubos 5.

[098] Da mesma forma que as Figuras de 1bis a 1quater, as Figuras 2bis, 2ter e 2quater mostram cada respectiva variante da modalidade do dispositivo da Figura 2, em que os resistores elétricos 7 são substituídos por diferentes meios de aquecimento ou componentes do leito de partículas, de fato configurados para converter uma energia de entrada, particularmente energia elétrica, em energia térmica de aquecimento do leito de partículas 3.

[099] Na Figura 2bis, dentro do leito de partículas estão posicionados 3 trocadores de calor 70, pertencentes a um circuito de uma bomba de calor 71, esta última compreendendo um segundo trocador 72, em contato com uma fonte de baixa temperatura, um compressor 73 e uma válvula de laminação 74 .

[100] Na variante da Figura 2quater, os trocadores imersos no leito de partículas, designados com 70', são parte de um circuito de troca de calor 71' com base no uso de um fluido operacional.

[101] Na Figura 2ter, dentro do circuito de fornecimento do gás de fluidização, são inseridos aquecedores de ar 700 que aumentam a temperatura do gás que entra no leito de partículas 3, permitindo aumentar a energia térmica fornecida por ele.

[102] A Figura 3 refere-se a uma terceira modalidade preferida do dispositivo da invenção, aqui designada por 100. No que diz respeito ao dispositivo descrito com referência à primeira modalidade e às variantes ilustradas acima relativas, o dispositivo 100 tem uma abertura de irradiação 10 na parte superior parede 21 do invólucro 2. Um sistema óptico (não ilustrado), associado ao dispositivo 100, concentra a radiação solar incidente de fato entrando em tal abertura 10 e dentro do compartimento 20. Desta forma, as partículas do leito 3 absorvem o térmico primário energia, de origem solar.

[103] No presente exemplo, a abertura 10 é mostrada como disposta na parede superior 21 do invólucro 2 e de preferência centrada longitudinalmente em relação a esta. As variantes da modalidade podem fornecer um posicionamento diferente das mesmas. Da mesma forma, a abertura 10, em condições de funcionamento, pode ser totalmente aberta para o exterior, sem meios de blindagem ou cobertura, ou pode ter uma janela de proteção transparente à radiação solar incidente.

[104] A configuração aqui considerada permite acumular energia térmica da fonte de alimentação dos resistores elétricos 7 ou outros componentes já mencionados e da radiação solar concentrada através da abertura de irradiação 10.

[105] A Figura 3 também mostra uma estrutura de confinamento moldada 80, ou convite, do dispositivo 100, disposta na boca da abertura de irradiação 10. A estrutura de confinamento 80 pode se desenvolver totalmente ou principalmente fora do dispositivo 100, isto é, pode ou não se projetar parcialmente dentro do espaço vazio 22.

[106] A estrutura de confinamento 80 tem uma abertura de passagem, ou seja, tem uma estrutura tubular, de modo a manter a comunicação direta entre o interior e o exterior do invólucro 2 por meio da abertura de irradiação 10.

[107] Em uma variante de modalidade, a estrutura de confinamento 80 define uma câmara calma ajudando a borda livre 22 a evitar ou reduzir vazamentos de ar e/ou partículas para o exterior.

[108] Na presente variante da modalidade, a estrutura de confinamento 80 tem uma forma cônica, em particular cônica, com seção decrescente em direção ao interior do invólucro 2. Tal seção da estrutura de confinamento permite não interferir na direção da radiação solar concentrada pelo dedicado sistema óptico.

[109] Além disso, na presente variante da modalidade, o dispositivo 100 compreende um dispositivo auxiliar 9, disposto na estrutura de confinamento 80 ou, em termos gerais, da abertura de irradiação 10. O dispositivo auxiliar 9 é constituído por termoelétrico e/ou termiônico e/ou termofotovoltaico painéis e está configurado de forma a ficar diretamente exposto à radiação solar incidente para a geração de energia elétrica. Em alternativa, o dispositivo 9 é constituído por um permutador de calor apto a absorver diretamente o calor da radiação solar por meio do seu próprio fluido condutor.

[110] Da mesma forma que ilustrado para as outras modalidades, as Figuras 3bis, 3ter e 3quater mostram, cada uma, uma respectiva modalidade variante do dispositivo da Figura 3, em que os resistores elétricos 7 são substituídos por vários meios de aquecimento ou componentes do leito de partículas, na verdade, configurado para converter uma energia de entrada, em particular energia elétrica, em energia térmica de aquecimento do leito de partículas 3.

[111] Na Figura 3bis, dentro do leito de partículas, 3 trocadores de calor 70 são posicionados pertencentes a um circuito de uma bomba de calor 71, esta última compreendendo um segundo trocador 72, em contato com uma fonte de baixa temperatura, um compressor 73 e uma válvula de laminação 74.

[112] Na variante da Figura 3quater, os trocadores imersos no leito de partículas, designados com 70', são parte de um circuito de troca de calor 71' com base no uso de um fluido operacional.

[113] Na Figura 3ter, dentro do circuito de alimentação do gás de fluidização, são inseridos aquecedores de ar 700 que aumentam a temperatura do gás que entra no leito de partículas 3, permitindo aumentar a energia térmica contida no mesmo.

[114] Com referência à Figura 4, esta ilustra esquematicamente uma quarta modalidade do dispositivo da invenção, aqui designado com 100'. Similarmente à configuração da Figura 2, o dispositivo 100' é diferente daquele descrito com referência à Figura 3 devido ao fato de ter outros elementos de troca de calor alojados dentro do leito 3, em particular feixes de tubos 5. A configuração do dito tubo feixes e de outros componentes da usina associados aos mesmos é o mesmo já descrito acima, de fato, com referência à Figura 2.

[115] O dispositivo auxiliar 9 pode ser independente dos elementos de troca de calor 5 imersos no leito de partículas ou pode ser conectado a ele.

[116] As Figuras 4bis, 4ter e 4quater mostram cada respectiva variante da modalidade do dispositivo da Figura 4, em que os resistores elétricos 7 são substituídos por vários meios de aquecimento ou componentes do leito de partículas, na verdade configurados para converter uma energia de entrada, particularmente elétrica energia, em energia térmica de aquecimento do leito de partículas 3.

[117] Na Figura 4bis, dentro do leito de partículas, 3 trocadores de calor 70 são posicionados pertencentes a um circuito de uma bomba de calor 71, esta última compreendendo um segundo trocador 72, em contato com uma fonte de baixa temperatura, um compressor 73 e uma válvula de laminação 74.

[118] Na variante da Figura 4quater, os trocadores imersos no leito de partículas, designados com 70', são parte de um circuito de troca de calor 71' com base no uso de um fluido operacional.

[119] Na Figura 4ter, dentro do circuito de fornecimento do gás de fluidização, são inseridos aquecedores de ar 700 que aumentam a temperatura do gás que entra no leito de partículas 3, permitindo aumentar a energia térmica contida no mesmo.

[120] Nas configurações "abertas" como aquelas descritas com referência às Figuras 3-3quater e 4-4quater, o dispositivo de acumulação e transferência pode fornecer componentes do tipo termiônico e/ou termoelétrico e/ou termofotovoltaico, dispostos fora do invólucro 2, por exemplo, em torno da abertura de irradiação 10, do mesmo tipo dos componentes 8 mencionados com referência às Figuras 1 e 2 e configurados para alimentar as resistências 7 ou os outros componentes de troca de calor introduzidos acima com referência às várias variantes da modalidade.

[121] Uma possível configuração adicional, não ilustrada, do dispositivo da invenção, tanto na forma "fechada" como "aberta", prevê que a transferência de energia térmica do dispositivo de acumulação ocorra, alternativamente ou em conjunto com os modos descritos, usando diretamente o gás quente de fluidização que sai do leito de partículas. Esse gás, total ou parcialmente utilizado, é preferencialmente polvilhado por ciclones ou filtros cerâmicos resistentes a altas temperaturas, antes de ser enviado aos usuários a jusante.

[122] Conforme mencionado acima, cada um dos dispositivos descritos até o momento pode ser inserido em uma usina configurada para acumular energia na forma térmica. Algumas configurações adicionais possíveis da usina são descritas a seguir.

[123] A Figura 5 mostra um diagrama em blocos de uma usina de acordo com uma modalidade preferida da invenção, que é designada como um todo com 200. A usina 200 compreende uma pluralidade de dispositivos de acordo com qualquer uma das modalidades acima mencionadas e variantes da modalidade, cada uma implementação de um respectivo módulo de acumulação. No exemplo representado, n dispositivos de acumulação, respectivamente designados por 210', 210'', 210n são exemplificados. De preferência, os dispositivos acima mencionados são do tipo sem abertura de irradiação e, em seguida, implementados, por exemplo, de acordo com as variantes de concretização das Figuras 1-1quater ou 2-2quater. Na configuração proposta, está previsto que a energia térmica acumulada pelos módulos acima mencionados seja utilizada para a produção de vapor.

[124] A usina 200 é alimentada por fontes renováveis 400, que nas figuras são exemplificadas com uma fonte eólica e uma fonte fotovoltaica, para explorar o excedente de energia elétrica das mesmas. Na modalidade aqui considerada, a usina é inserida dentro, ou incorpora, uma usina termoelétrica existente, em particular compreendendo uma caldeira de combustível fóssil 300 e uma turbina pertencente a um sistema de geração ou bloco de energia 202.

[125] De acordo com a demanda da rede, a usina 200 prevê a liberação de energia térmica por meio de trocadores de calor adequados, ou elementos trocadores de calor, incluídos em cada módulo, para a geração de vapor a ser enviado ao sistema de geração, ou energia bloco 202, neste caso já pré-existente na usina, para a produção de energia elétrica.

[126] A usina 200 é gerenciada por meio de um sistema de controle, ou unidade, 201, que controla, em particular, os fluxos de energia que entram nos módulos de acumulação 210'-210n, o bloco de energia 202 e o fornecimento de energia para a rede ("grid" ) 500.

[127] Na configuração aqui exemplificada, o número de módulos de acumulação dependendo da área disponível para a usina nas proximidades do grupo de geração 202 pode ser de modo a gerar a mesma energia térmica da caldeira 300 já existente ou apenas uma fração dela, eliminando ou reduzindo o consumo do combustível fóssil e a correspondente emissão de CO2 no meio ambiente.

[128] O número de módulos instalados pode ser inicialmente limitado e posteriormente aumentado para atingir a mesma geração de energia térmica da caldeira 300.

[129] A Figura 6 mostra um diagrama de blocos de uma variante da configuração da Figura 5, em que no grupo de geração 202 uma turbina 230 é inserida, realizando um reaquecimento a vapor.

[130] No ciclo da variante da usina exemplificado na Figura 6, é fornecido o reaquecimento a vapor (“re-heating”), permitindo um aumento na eficácia da produção. Tal reaquecimento é realizado por meio de módulos de acumulação adicionais designados com 211'-211n, do tipo, também, já descrito com referência aos dispositivos ilustrados acima.

[131] O conjunto dos dispositivos modulares é então preferencialmente dividido em duas seções, em que os módulos de ambas as seções acumulam energia térmica convertendo a energia elétrica de fontes renováveis 400. O vapor produzido, saindo da primeira seção dos módulos 210'-210n é introduzido na turbina 230 e, após uma primeira etapa de expansão, trazida de volta para a outra seção dos módulos 211'-211n, para o reaquecimento a vapor que é então introduzido novamente na turbina 230.

[132] Na configuração representada, uma caldeira com combustível sólido 300 é, no entanto, fornecida, integrando o superaquecimento a vapor através de duas linhas ou seções dedicadas 301 e 302.

[133] A Figura 7 mostra um diagrama de blocos de uma usina de acumulação de energia de acordo com outra variante de modalidade preferida da invenção. Com relação ao que já foi descrito em relação à Figura 5, na usina aqui considerada, os módulos de acumulação 210'- 210n substituem totalmente a caldeira de combustível fóssil.

[134] A Figura 8 mostra uma variante do esquema da Figura 7, em que a energia produzida é utilizada para usuários térmicos 205. A usina aqui considerada, quanto às configurações anteriores, acumula energia térmica pela conversão de energia elétrica de fontes renováveis e transfere a energia térmica dependendo de a demanda de usuários térmicos conectados.

[135] A Figura 9 mostra uma representação esquemática de um layout de usina de acumulação de acordo com uma modalidade preferida da invenção, que compreende 50 módulos, cada um baseado em um dispositivo de acumulação respectivo de acordo com qualquer uma das modalidades e variantes de modalidade acima mencionadas. Os módulos acumulam energia térmica por meio da conversão de energia elétrica de fontes renováveis e, mediante solicitação, produzem energia elétrica por meio de um grupo de geração dedicado.

[136] O sistema modular como o exemplificado é capaz de atingir qualquer nível de acúmulo de energia necessário, ocupando devido à sua alta densidade de potência pequenos espaços por exemplo 5 hectares - 100 módulos térmicos - 3000 MWh que ao alimentar uma turbina com eficácia de 40% é igual a 1200 MWh elétricos capazes de alimentar uma cidade com 1.000.000 de habitantes.

[137] Em todas as configurações preferidas descritas acima, cada módulo de acumulação é fornecido com um sistema para temperar o vapor produzido para adaptar a temperatura do fluido aos parâmetros operacionais dos usuários conectados.

[138] Além disso, como já foi dito, cada configuração de usina fornece um sistema de controle que gerencia as etapas de acumulação da energia térmica no único módulo e, se necessário, sua liberação como tal ou sob a forma de energia elétrica.

[139] Nesse contexto, configurações adicionais cogerativas são possíveis para a produção combinada de energia elétrica e energia térmica.

[140] Conforme ilustrado acima, a possibilidade de acumular grandes quantidades de energia térmica permite usar até mesmo as usinas de combustível fóssil existentes, em vez de novos grupos de turbinas/geradores adequadamente concebidos e construídos. Esta última possibilidade pode trazer consideráveis vantagens econômicas e ambientais à economia da transição hoje realizada atualmente pela energia elétrica produzida com combustíveis fósseis para a eletricidade produzida por fontes renováveis.

[141] A invenção fornece ainda um método para acumular e transferir energia térmica, com base nas funcionalidades já descritas acima em relação à usina da invenção.

[142] O assunto da presente invenção foi agora descrito com referência às suas modalidades preferidas. Deve-se significar que outras modalidades pertencentes ao mesmo núcleo inventivo podem existir, todas pertencentes ao escopo de proteção das reivindicações relatadas a seguir.

Claims

REIVINDICAÇÕES

1. Usina para o acúmulo de energia na forma térmica, caracterizada pelo fato de que compreende pelo menos um dispositivo de acumulação (1), o dito dispositivo de acumulação (1) possuindo: - um invólucro de contenção (2); - um leito (3) de partículas sólidas fluidizáveis recebidos dentro do dito invólucro (2); - meios de aquecimento (7; 70; 70’; 700) termicamente conectados com o dito leito de partículas (3), cujos meios de aquecimento são configurados para transmitir energia térmica às ditas partículas; e - meios de troca de calor (8; 5), também termicamente conectados ao dito leito de partículas (3) e seletivamente ativados para receber energia térmica dele, a configuração geral sendo de modo que a dita energia térmica é transferida a partir dos meios de aquecimento (7; 70; 70’; 700) às partículas sólidas fluidizáveis do dito leito (3) e, de maneira simultânea ou diferida, a partir das ditas partículas sólidas fluidizáveis aos ditos meios de troca de calor (8; 5), em que a usina é configurada para alimentar os ditos meios de aquecimento por meio de energia elétrica em excesso, por exemplo, originando de uma fonte renovável, particularmente energia eólica ou fotovoltaica, ou por meio de energia térmica residual, que é resíduo térmico de processos industriais.

2. Usina, de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que os ditos meios de aquecimento são dispostos dentro do dito invólucro (2) e em contato com as partículas do dito leito (3).

3. Usina, de acordo com a reivindicação 1 ou 2, caracterizada pelo fato de que os ditos meios de aquecimento compreendem meios de resistor elétrico (7) dispostos dentro do dito invólucro (2) e termicamente conectados com o dito leito de partículas (3), cujos meios de resistor elétrico (7) são configurados para gerar energia térmica por efeito Joule e para transmitir às partículas do dito leito (3).

4. Usina, de acordo com a reivindicação 3, caracterizada pelo fato de que o dito meio de resistor elétrico (7) está disposto, pelo menos parcialmente, imerso em, ou de modo a ser lapidado por, o dito leito de partículas (3).

5. Usina, de acordo com a reivindicação 3 ou 4, caracterizada pelo fato de que o dito meio de resistor elétrico (7) compreende um ou mais elementos oblongos que se estendem longitudinalmente na direção substancialmente ortogonal a uma superfície livre (35) do dito leito de partículas (3).

6. Usina, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 5, caracterizada pelo fato de que os ditos meios de aquecimento (7; 70; 70’) e/ou os ditos meios de troca de calor (8; 5) têm camadas, ou telas, de material resistente a altas temperaturas, por exemplo, meios cerâmicos ou refratários

7. Usina, de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que os ditos meios de aquecimento (700) são dispostos externamente ao dito invólucro (2).

8. Usina, de acordo com a reivindicação 7, caracterizada pelo fato de que os ditos meios de aquecimento (700) são termicamente conectados a um circuito (4) de um gás de fluidização das ditas partículas do dito leito (3) e configurado para aquecer o dito gás antes de entrar no dito invólucro (2)

9. Usina, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 8, caracterizada pelo fato de que os ditos meios de aquecimento compreendem trocadores de calor (70; 70’) cruzados, em uso, por um fluido operacional, em particular água na forma líquida e / ou vapor.

10. Usina, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 9, caracterizada pelo fato de que os ditos meios de aquecimento (70) fazem parte de um circuito de um dispositivo de bomba de calor (71).

11. Usina, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 10, caracterizada pelo fato de que os ditos meios de troca de calor compreendem um ou mais dos seguintes componentes: elementos termoelétricos (8); elementos termiônicos (8); elementos termo- fotovoltaicos (8); feixes de tubos (5) configurados para serem cruzados, em uso, por um fluido operacional.

12. Usina, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 11, caracterizada pelo fato de que o dito invólucro (2) tem uma abertura de irradiação (10) configurada para permitir a entrada de uma radiação solar incidente, de modo que o dito leito de partículas (3) receba energia térmica da dita radiação solar incidente.

13. Usina, de acordo com a reivindicação 12, caracterizada pelo fato de que a dita abertura de irradiação (10) coloca em comunicação direta um compartimento interno (20) do dito invólucro (2) com o ambiente externo, sendo desprovido, em uso, de meios de fechamento ou blindagem.

14. Usina, de acordo com a reivindicação 12 ou 13, caracterizada pelo fato de que a dita abertura de irradiação (10) está disposta em uma parede superior (21) do dito invólucro (2), de modo que o dito leito (3) de partículas sólidas fluidizáveis, ou uma parte delas, seja diretamente exposto, em uso, ao incidente solar radiação.

15. Usina, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 11, caracterizada pelo fato de que o dito invólucro (2) é fechado em relação ao exterior, de preferência isolado termicamente em relação ao mesmo.

16. Usina, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 15, caracterizado pelo fato de que compreende meios de fluidização (4) configurados para introduzir um gás de fluidização, de preferência ar, no dito leito (3) de partículas sólidas fluidizáveis.

17. Usina, de acordo com a reivindicação 16, caracterizada pelo fato de que compreende meios para seletivamente variar a velocidade e/ou a vazão do gás de fluidização.

18. Usina, de acordo com a reivindicação 16 ou 17, caracterizada pelo fato de que o dito meio de fluidização é configurado para uma fluidização independente de partes selecionadas do dito leito de partículas.

19. Usina, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 18, caracterizada pelo fato de que compreende meios para a produção de energia elétrica (202) dispostos para baixo do dito dispositivo de acumulação, em particular incluindo uma turbina em comunicação de fluido com os ditos meios de troca de calor.

20. Usina, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 19, caracterizada pelo fato de que compreende uma pluralidade de dispositivos de acumulação (1; 1’; 100; 100’) disposta termicamente em série ou em paralelo a um fluido operacional cruzando os meios de troca de calor de cada dispositivo de acumulação.

21. Método para acumular energia na forma térmica, caracterizado pelo fato de que fornece: - uma etapa de produção de energia térmica por meios de aquecimento (7; 70; 70 '; 700) dispostos em conexão térmica com um leito de partículas sólidas fluidizáveis (3), cujo meio de aquecimento é alimentado por meio de excesso de energia elétrica, por exemplo vindo de fonte renovável, principalmente eólica ou fotovoltaica, ou por meio de energia térmica residual, ou seja, resíduo térmico proveniente de outras usinas industriais;

- uma etapa de acumulação de energia térmica no dito leito de partículas sólidas fluidizáveis (3); - uma etapa subsequente de transferência da energia térmica acumulada para meios de troca de calor (8; 5), para transformar a energia térmica das ditas partículas sólidas fluidizáveis em energia elétrica e / ou para transferir a dita energia térmica para o exterior.

22. Método, de acordo com a reivindicação 21, caracterizado pelo fato de que compreende uma etapa de fluidização das ditas partículas sólidas fluidizáveis do dito leito (3), que é ativado sob condições operacionais selecionadas.

23. Método, de acordo com a reivindicação 22, caracterizado pelo fato de que fornece um ajuste seletivo da velocidade e/ou da vazão de um gás de fluidização.

24. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações 21 a 23, caracterizado pelo fato de que fornece uma fluidização independente de peças selecionadas do dito leito de partículas.

25. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações 21 a 24, caracterizado pelo fato de que fornece uma transferência de energia térmica de um gás de fluidização quente saindo do leito de partículas.

26. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações 21 a 25, caracterizado pelo fato de que utiliza uma usina, como definida em qualquer uma das reivindicações 1 a 20.