ES2636924T3 - Sistema de almacenamiento de manera reversible de energía eléctrica como energía térmica - Google Patents

Sistema de almacenamiento de manera reversible de energía eléctrica como energía térmica Download PDF

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ES2636924T3 ES14163065.7T ES14163065T ES2636924T3 ES 2636924 T3 ES2636924 T3 ES 2636924T3 ES 14163065 T ES14163065 T ES 14163065T ES 2636924 T3 ES2636924 T3 ES 2636924T3
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Abstract

Un sistema para almacenar de manera reversible energía eléctrica como energía térmica que comprende un ciclo reversible de vapor subcrítico-líquido que tiene un recorrido (47) de flujo del fluido de trabajo que comprende: un intercambiador térmico (9) de fluido de almacenamiento en caliente configurado y dispuesto para intercambiar energía térmica entre el fluido de trabajo, según cambia de fase, y un fluido de almacenamiento en caliente; un aparato (32) de cambio de la presión del vapor, configurado para cambiar la presión del fluido de trabajo en una fase de vapor y dispuesto de manera fluida adyacente al intercambiador térmico (9) de fluido de almacenamiento en caliente; un intercambiador térmico (19) de fluido de almacenamiento en frío, adyacente de manera fluida al aparato (32) de cambio de la presión del vapor configurado y dispuesto para intercambiar energía térmica entre el fluido de trabajo, según cambia de fase, y un fluido de almacenamiento en frío; un aparato (36, 38) de cambio de la presión del líquido, adyacente de manera fluida al intercambiador térmico (19) de fluido de almacenamiento en frío, configurado para cambiar la presión de una fase líquida del fluido de trabajo; un intercambiador térmico (29) de almacenamiento intermedio ubicado de manera fluida entre el aparato (36, 38) de cambio de la presión y el intercambiador térmico (9) de fluido de almacenamiento en caliente, configurado y dispuesto para intercambiar calor sensible del fluido de trabajo con un fluido almacenado, comprendiendo el sistema, además: un depósito (5) de fluido de almacenamiento en caliente para almacenar el fluido de almacenamiento en caliente un recorrido (7) de flujo del fluido de almacenamiento en caliente que pasa a través del intercambiador térmico (9) de fluido de almacenamiento en caliente y del depósito (5) de fluido de almacenamiento en caliente; un depósito (15) de fluido de almacenamiento en frío para almacenar el fluido de almacenamiento en frío; un recorrido (17) de flujo del fluido de almacenamiento en frío que pasa a través del intercambiador térmico (19) de fluido de almacenamiento en frío y del depósito (15) de fluido de almacenamiento en frío, caracterizado por un recorrido (27) de flujo del depósito de almacenamiento intermedio que conecta de manera fluida el depósito (5) de fluido de almacenamiento en caliente con el depósito (15) de fluido de almacenamiento en frío por medio del intercambiador térmico (29) de almacenamiento intermedio.

Description

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DESCRIPCION
Sistema de almacenamiento de manera reversible de ene^a electrica como energfa termica Campo tecnico
La presente divulgacion versa, en general, sobre un almacenamiento electrico por bombeo de calor y, mas espedficamente, sobre ciclos de almacenamiento de vapor subcntico-Kquido.
Informacion sobre antecedentes
Una mayor implantacion de la produccion fluctuante de ene^a renovable requiere soluciones economicas para un almacenamiento de electricidad de gran capacidad. La tecnologfa puntera actual es el almacenamiento hidroelectrico por bombeo (PHS). Una alternativa posible es el almacenamiento de energfa de aire comprimido (CAES). Mientras que el PHS requiere la topograffa correcta, es decir, montanas, el CAES depende de la presencia de estructuras subterraneas geologicas espedficas, tales como cavernas salinas. Otras formas de almacenamiento de energfa incluyen batenas y circuitos compensadores.
Almacenamiento de electricidad por bombeo de calor (PHES) es una tecnica alternativa de almacenamiento tanto al PHS como al CAES. Durante la carga, un sistema de PHES bombea calor desde un reservorio de temperatura baja hasta un reservorio de temperatura elevada, por lo tanto, opera como una bomba de calor. Durante la descarga se utiliza el calor de temperatura elevada para accionar un ciclo de energfa mientras que se rechaza el calor residual en el reservorio de temperatura baja. La ventaja evidente de tal sistema es que solo se almacena electricidad en forma de calor o energfa termica, es decir, solo requiere algun tipo de contencion aislada termicamente que es independiente de la geologfa o de la topograffa.
En el documento EP 2602443 se describe un ejemplo de un sistema PHES. Se puede describir este sistema como una bomba reversible de calor. Durante la carga de electricidad, se opera un compresor en un ciclo de bomba de calor. Se absorbe el calor del ambiente y se hace que pase al almacenamiento de energfa termica (TES) de temperatura elevada. Se logra una alta eficacia al elegir que el nivel superior de presion del ciclo termodinamico sea supercntico. Esto permite la transferencia del calor de temperatura elevada, con una capacidad termica casi constante del fluido de trabajo, a un medio de almacenamiento tal como sal fundida que tambien tiene una capacidad termica casi constante.
Las desventajas de los sistemas supercnticos son las presiones y temperaturas elevadas requeridas de ciclo junto con la necesidad tfpica de un fluido organico tal como propano o butano, que es inflamable. Estos problemas de seguridad hacen que sea diffcil desplegar tal sistema en una situacion domestica. Ademas, el ciclo es complejo de operar, principalmente debido a la presencia de dos recuperadores y dos TES.
La patente alemana 403683 describe un procedimiento alternativo basado en un ciclo subcntico que utiliza durante el ciclo de descarga el calor del agua que esta disponible en el medioambiente. Ademas, se puede utilizar el agua medioambiental para enfriar el fluido condensado de trabajo durante el ciclo de carga antes del estrangulamiento y de la evaporacion. El proposito de esto es el mismo, en concreto, reducir la irreversibilidad y, por lo tanto, mejorar la eficacia. Sin embargo, dado que la temperatura del agua normal del medioambiente sera mucho menor que la temperatura maxima en el deposito caliente esta solucion solo proporciona una mejora parcial.
Algunas de las desventajas se mitigan al menos parcialmente mediante el sistema de almacenamiento de energfa termoelectrica descrito en el documento WO 2010/020480 A2. Esta solucion utiliza un intercambiador termico para transferir energfa termica entre un fluido condensable de trabajo y un medio de calor sensible de almacenamiento termico que circula entre los depositos fno y caliente de almacenamiento. La energfa termica es transferida del fluido de trabajo al medio de almacenamiento termico durante un ciclo de carga y es transferida del medio de almacenamiento termico al fluido de trabajo durante un ciclo de descarga en el que se genera energfa electrica por la expansion del fluido calentado de trabajo en una turbina. Se calienta y se comprime el fluido condensable de trabajo hasta un estado supercntico durante los ciclos tanto de carga como de descarga y esto maximiza la eficacia electrica del sistema en ambos sentidos.
La eficacia electrica en ambos sentidos aumenta adicionalmente en el sistema de almacenamiento de energfa termoelectrica descrito en el documento WO 2011/045282 A2 debido a la provision de un intercambiador interno de calor. El intercambiador interno de calor precalienta el fluido de trabajo durante los ciclos tanto de carga como de descarga, maximizando, de ese modo, la eficacia del sistema. El documento EP2532843 A1 tambien divulga un sistema y un procedimiento para el almacenamiento de energfa termoelectrica que comprende, ademas, un deposito de almacenamiento de hielo licuado. Sin embargo, sigue existiendo la necesidad de un sistema mejorado de almacenamiento de energfa termica que logre una elevada eficacia electrica en ambos sentidos con un gasto mmimo de capital.
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Sumario
Se divulga un sistema de almacenamiento de energfa de ciclo reversible de vapor subcntico-Kquido que proporciona un ciclo de eficacia elevada que proporciona una alternativa simplificada a otros sistemas supercnticos.
Intenta abordar este problema por medio de las materias objeto de las reivindicaciones independientes.
La divulgacion esta basada en la idea general de un ciclo subcntico que utiliza una conexion entre los depositos fno y caliente de almacenamiento termico para eliminar y almacenar calor sensible del fluido de trabajo. De este modo, se mejora la eficacia termica del ciclo.
Un aspecto proporciona un sistema para almacenar energfa electrica como energfa termica que comprende un ciclo reversible de vapor subcntico-lfquido que tiene un recorrido de flujo del fluido de trabajo, un recorrido de flujo del fluido de almacenamiento en caliente y un recorrido de flujo del fluido de almacenamiento en fno. El recorrido de flujo del fluido de trabajo incluye un intercambiador termico de fluido de almacenamiento en caliente configurado y dispuesto para intercambiar energfa termica entre el fluido de trabajo, segun cambia de fase, y un fluido de almacenamiento en caliente. Hay un aparato de cambio de la presion del vapor configurado para cambiar la presion del fluido de trabajo en la fase de vapor y dispuesto, ademas, de manera fluida adyacente al intercambiador termico del fluido de almacenamiento en caliente. Un intercambiador termico adicional de fluido de almacenamiento en fno, adyacente de manera fluida al aparato de cambio de la presion del vapor, esta configurado y dispuesto para intercambiar energfa termica entre el fluido de trabajo, segun cambia de fase, y un fluido de almacenamiento en fno. Un aparato de cambio de la presion del lfquido, adyacente de manera fluida al intercambiador termico de fluido de almacenamiento en fno, esta configurado para cambiar la presion de una fase lfquida del fluido de trabajo. Ademas, un intercambiador termico de almacenamiento intermedio ubicado de manera fluida entre el aparato de cambio de la presion y el intercambiador termico de fluido de almacenamiento en caliente esta configurado y dispuesto para intercambiar calor sensible del fluido de trabajo con un fluido almacenado. El recorrido de flujo del fluido de almacenamiento en caliente pasa a traves del intercambiador termico de fluido de almacenamiento en caliente y de un deposito de fluido de almacenamiento en caliente para almacenar el fluido de almacenamiento en caliente mientras que el recorrido de flujo del fluido de almacenamiento en fno pasa a traves del intercambiador termico de fluido de almacenamiento en fno y de un deposito de fluido de almacenamiento en fno para almacenar el fluido de almacenamiento en fno. El sistema incluye, ademas, un recorrido de flujo de almacenamiento intermedio que conecta de manera fluida el deposito de fluido de almacenamiento en caliente con el deposito de fluido de almacenamiento en fno por medio del intercambiador termico de almacenamiento intermedio, permitiendo esto el almacenamiento de calor sensible del fluido de trabajo.
Un aspecto adicional proporciona un procedimiento para generar energfa electrica a partir del almacenamiento termico. El procedimiento incluye las etapas de evaporar, expandir, condensar, presurizar y calentar el fluido de trabajo. La etapa de evaporar implica la evaporacion contra un fluido de almacenamiento en caliente que circula a traves de un intercambiador termico de fluido de almacenamiento en caliente y de un deposito de fluido de almacenamiento en caliente. La etapa de expansion implica expandir el fluido evaporado de trabajo en una turbina del ciclo de vapor-lfquido, de forma que accione un generador para generar electricidad. La etapa de condensacion implica condensar el fluido expandido de trabajo en un intercambiador termico de fluido de almacenamiento en fno contra un fluido de almacenamiento en fno que circula a traves del intercambiador termico de fluido de almacenamiento en fno y de un deposito de fluido de almacenamiento en fno. La etapa de presurizacion implica presurizar el fluido condensado de trabajo en una bomba, mientras que la etapa de calentamiento implica calentar el fluido presurizado de trabajo en un intercambiador termico de almacenamiento intermedio contra un fluido almacenado que pasa desde el deposito de fluido de almacenamiento en caliente hasta el deposito de fluido de almacenamiento en fno antes de que se evapore el fluido de trabajo en el evaporador.
Un aspecto adicional proporciona un procedimiento para almacenar energfa electrica como energfa termica. El procedimiento incluye las etapas de estrangulacion isoentalpica, evaporacion, compresion, condensacion y enfriamiento de un fluido de trabajo de un ciclo de vapor-lfquido. La estrangulacion isoentalpica implica estrangular de manera isoentalpica el fluido de trabajo utilizando una valvula de estrangulacion. La etapa de evaporacion implica evaporar el fluido estrangulado de trabajo en un intercambiador termico de fluido de almacenamiento en fno contra un fluido de almacenamiento en fno que circula a traves del intercambiador termico de fluido de almacenamiento en fno y de un deposito de fluido de almacenamiento en fno. La etapa de compresion implica comprimir el fluido evaporado de trabajo en un compresor accionado por medio de un motor, introduciendo, de ese modo, energfa electrica en el ciclo de vapor-lfquido. La etapa de condensacion implica condensar el fluido comprimido de trabajo en un intercambiador termico de fluido de almacenamiento en caliente contra un fluido de almacenamiento en caliente que circula a traves del intercambiador termico de fluido de almacenamiento en caliente y de un deposito de fluido de almacenamiento en caliente, mientras que la etapa de enfriamiento implica enfriar el fluido condensado de trabajo en un intercambiador termico de almacenamiento intermedio contra un fluido almacenado que pasa desde el deposito de fluido de almacenamiento en fno hasta el deposito de fluido de almacenamiento en caliente antes de que se estrangule el fluido de trabajo.
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Un objeto adicional de la invencion es superar o al menos mitigar las desventajas y deficiencias de la tecnica anterior o proporcionar una alternativa util.
Otros aspectos y ventajas de la presente divulgacion seran evidentes a partir de la siguiente descripcion, tomada en conexion con los dibujos adjuntos que, a modo de ejemplo, ilustran realizaciones ejemplares de la presente invencion.
Breve descripcion de los dibujos
A modo de ejemplo, se describe, en lo que sigue, mas completamente una realizacion de la presente divulgacion con referencia a los dibujos adjuntos, en los que:
la Figura 1 es una esquema de un sistema de almacenamiento de energfa segun una realizacion ejemplar;
la Figura 2 es un diagrama de temperatura-entropfa de un ciclo de carga del sistema de almacenamiento de la
Fig. 1; y
la Figura 3 es un diagrama de temperatura-entropfa de un ciclo de descarga del sistema de almacenamiento de la Fig. 1.
Descripcion detallada
Ahora, se describiran realizaciones ejemplares de la presente divulgacion con referencia a los dibujos, en los que se utilizan numeros de referencia similares para hacer referencia a elementos similares en los mismos. En la siguiente descripcion, en aras de la explicacion, se definen numerosos detalles espedficos para proporcionar una comprension exhaustiva de la divulgacion. Sin embargo, se puede poner en practica la presente divulgacion sin
estos detalles espedficos, y no esta limitada a la realizacion ejemplar divulgada en la presente memoria.
La Fig. 1 muestra una realizacion ejemplar de un sistema para almacenar energfa electrica como energfa termica utilizando un ciclo reversible de vapor subcntico-compresion. El ciclo reversible de vapor subcntico-compresion incluye un recorrido 47 de flujo del fluido de trabajo que forma un circuito 30 de fluido de trabajo, un recorrido 7 de flujo del fluido de almacenamiento en caliente, un recorrido 17 de flujo de fluido de almacenamiento en fno y un recorrido 27 de flujo del deposito de almacenamiento intermedio que conecta los depositos 5, 15 de almacenamiento en el recorrido 7 de flujo del fluido de almacenamiento en caliente con el recorrido 17 de flujo del fluido de almacenamiento en fno, respectivamente.
En una realizacion ejemplar mostrada en la Fig. 1, el recorrido 47 de flujo del fluido de trabajo comprende un bucle cerrado. Un intercambiador termico 9 de fluido de almacenamiento en caliente en el recorrido de flujo del fluido de trabajo esta configurado y dispuesto para transferir energfa termica del fluido de trabajo, segun cambia de fase, a un fluido de almacenamiento en caliente. Un dispositivo 32 de cambio de la presion de la fase de vapor, tal como un compresor/ turbina configurado bien como una unica unidad o bien como dos unidades separadas, proporciona bien energfa electrica al recorrido 47 de flujo del fluido de trabajo por medio de un motor 34 cuando el dispositivo 32 de cambio de la presion en la fase de vapor opera como un compresor o bien libera energfa electrica del recorrido 47 de flujo del fluido de trabajo por medio de un generador cuando el dispositivo 32 de cambio de la presion en la fase de vapor opera como una turbina. Un intercambiador termico adicional 19 de fluido de almacenamiento en fno utiliza un cambio adicional en la fase del fluido de trabajo para intercambiar energfa termica con un fluido de almacenamiento en fno en el que el intercambiador termico 19 de fluido de almacenamiento en fno cambia la fase del fluido de trabajo en la direccion opuesta a la del intercambiador termico 9 de fluido de almacenamiento en caliente. Un dispositivo de cambio de la presion del fluido en fase lfquida, que comprende bien una bomba 36 o bien una valvula 38 de estrangulacion para una estrangulacion isoentalpica dependiendo de la direccion del flujo del fluido de trabajo en el ciclo reversible, cambia la presion del fluido de trabajo mientras se encuentra en la fase lfquida. Se utiliza un intercambiador termico adicional 29 de almacenamiento intermedio, en el recorrido 47 de flujo del fluido de trabajo, como un intercambiador de calor sensible.
Segun se muestra en la Fig. 1, una realizacion ejemplar incluye, ademas, un deposito 5 de fluido de almacenamiento en caliente para almacenar un fluido de almacenamiento en caliente y un recorrido 7 de flujo del fluido de almacenamiento en caliente que conecta el deposito 5 de fluido de almacenamiento en caliente con el intercambiador termico 9 de fluido de almacenamiento en caliente.
Segun se muestra en la Fig. 1, una realizacion ejemplar incluye, ademas, un deposito 15 de fluido de almacenamiento en fno para almacenar un fluido de almacenamiento en fno y un recorrido 17 de flujo del fluido de almacenamiento en fno que conecta el deposito 15 de fluido de almacenamiento en fno con el intercambiador termico 19 de fluido de almacenamiento en fno.
Segun se muestra en la Fig. 1, una realizacion ejemplar incluye, ademas, un recorrido 27 de flujo del deposito de almacenamiento intermedio que conecta de manera fluida el deposito 5 de fluido de almacenamiento en caliente con el deposito 15 de fluido de almacenamiento en fno por medio de un intercambiador termico 29 de almacenamiento intermedio.
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El ciclo reversible mostrado en la Fig. 1 es operable tanto en una fase de carga como en una fase de descarga.
En la fase de carga, el ciclo reversible opera como una bomba de calor en la que se convierte energfa electrica en energfa termica almacenada en el deposito 5 de fluido de almacenamiento en caliente. En la Fig. 2 se muestra el ciclo termico de esta fase. Tras la evaporacion 48 contra el fluido de almacenamiento en fno en el intercambiador termico 19 de fluido de almacenamiento en fno, se comprime 40 el fluido de trabajo por medio del compresor 32 utilizando una entrada de energfa electrica procedente de un motor 34. En esta disposicion, el intercambiador termico 19 de fluido de almacenamiento en fno es un evaporador. Entonces, se almacena la energfa termica de este vapor de presion elevada mediante la eliminacion del sobrecalentamiento y condensacion 42 del vapor contra el fluido de almacenamiento en caliente en el intercambiador termico 9 de fluido de almacenamiento en caliente. En esta disposicion, el intercambiador termico 9 de fluido de almacenamiento en caliente es un condensador. Entonces, se retira el calor sensible 44 del fluido de trabajo en fase lfquida en un intercambiador termico 29 de almacenamiento intermedio contra el fluido almacenado transferido desde el deposito 15 de fluido de almacenamiento en fno hasta el deposito 5 de fluido de almacenamiento en caliente por medio del recorrido 27 de flujo del deposito de almacenamiento intermedio. Durante la etapa de condensacion, para minimizar la generacion de entropfa, es preferible mantener una pequena diferencia de temperatura a traves del intercambiador termico 9 de fluido de almacenamiento en caliente garantizando que se mantenga elevado el caudal del fluido almacenado en el recorrido 7 de flujo del fluido de almacenamiento en caliente. Despues del enfriamiento, el fluido de trabajo es estrangulado 46 de manera isoentalpica utilizando una valvula 38 de estrangulacion antes de ser evaporado 48 en el intercambiador termico de fluido de almacenamiento en fno, absorbiendo el fluido de trabajo calor del almacenamiento de baja temperatura. De nuevo, para que se logre una minima generacion de entropfa, es preferible mantener una diferencia pequena de temperatura a traves del intercambiador termico 19 de fluido de almacenamiento en fno garantizando que se mantenga elevado el caudal del fluido almacenado en el recorrido 17 de flujo del fluido de almacenamiento en fno.
En una configuracion con un deposito 5 de fluido de almacenamiento en caliente y un deposito 15 de fluido de almacenamiento en fno, se evita la necesidad de elevados volumenes de fluido almacenado para lograr caudales elevados a traves del intercambiador termico 9 de fluido de almacenamiento en caliente y del intercambiador termico 19 de fluido de almacenamiento en fno, respectivamente. No obstante, durante el ciclo de carga, se elevara la temperatura del deposito 5 de fluido de almacenamiento en caliente mientras que caera la temperatura del deposito 15 de fluido de almacenamiento en fno.
El uso de un intercambiador termico 29 de fluido de almacenamiento intermedio tiene la ventaja de almacenar calor sensible, al igual que calor latente. Y la realizacion ejemplar mostrada en la Fig. 1 lleva el fluido almacenado desde el deposito 15 de fluido de almacenamiento en fno hasta el deposito de fluido de almacenamiento en caliente, encontrandose la porcion del calor sensible exactamente entre las partes de condensacion/evaporacion de temperatura elevada y baja del ciclo de fluido de trabajo permitiendo la utilizacion optima del almacenamiento de calor sensible.
Durante un ciclo de descarga, segun se muestra en la Fig. 3, se invierte el procedimiento de carga. Una bomba 36 aumenta la presion del fluido de trabajo en fase lfquida. En primer lugar, el fluido de trabajo absorbe el calor sensible 45 contra el fluido almacenado que pasa a traves del recorrido 27 de flujo de almacenamiento intermedio desde el deposito 5 de fluido de almacenamiento en caliente hasta el deposito 15 de fluido de almacenamiento en fno segun pasa a traves del intercambiador termico 29 de fluido de almacenamiento intermedio. Entonces, se evapora 48 el fluido de trabajo en el intercambiador termico 9 de fluido de almacenamiento en caliente contra el fluido de almacenamiento en caliente. En esta disposicion, el intercambiador termico 9 de fluido de almacenamiento en caliente es un evaporador. Al igual que en el ciclo de carga, se hace circular el fluido de almacenamiento en caliente en el recorrido de flujo del fluido de almacenamiento en caliente con un caudal suficiente para dar lugar unicamente a una pequena disminucion de la temperatura a traves del intercambiador termico 9 de fluido de almacenamiento en caliente antes de ser alimentado de nuevo al deposito 5 de fluido de almacenamiento en caliente. Se expande 41 el fluido de trabajo ahora gaseoso en una turbina 32 y es utilizado para accionar un generador 34. Se cierra el ciclo condensando el fluido de trabajo contra el fluido de almacenamiento en fno en un intercambiador termico 19 de fluido de almacenamiento en fno. En esta disposicion, el intercambiador termico 19 de fluido de almacenamiento en fno es operado como un condensador. Segun continua el procedimiento de descarga, se enfna el deposito 5 de fluido de almacenamiento en caliente mientras que se calienta el deposito 15 de fluido de almacenamiento en fno. Ademas, el fluido almacenado pasa del deposito 5 de fluido de almacenamiento en caliente al deposito 15 de fluido de almacenamiento en fno.
Como consecuencia de la irreversibilidad del ciclo es que no toda la energfa que ha sido cargada con el compresor puede ser descargada por la turbina. La energfa restante puede encontrarse en los depositos, como una mayor temperatura bien del deposito caliente o bien del deposito fno. Este calor tiene que ser eliminado del ciclo, siendo esto una opcion unicamente si la temperatura del deposito fno es superior a cualquier oportunidad disponible de eliminacion del calor. Se puede utilizar el calor del deposito de temperatura elevada con el proposito de calentar habitaciones o de preparar agua caliente.
Como fluido almacenado adecuado para las realizaciones ejemplares descritas es agua; no obstante, se podnan utilizar otros fluidos almacenados que se correspondan con los requisitos termodinamicos requeridos.
Aunque la divulgacion ha sido mostrada y descrita en la presente memoria en la que se concibe que es la realizacion ejemplar mas practica, los expertos en la tecnica apreciaran que la presente divulgacion puede implementarse en 5 otras formas espedficas. Por lo tanto, se considera en todos los sentidos que las realizaciones divulgadas en la presente memoria son ilustrativas y no restrictivas. Se indica el alcance de la divulgacion por medio de las reivindicaciones adjuntas, no en la anterior descripcion y se pretende que todos los cambios que se encuentren dentro del significado y del alcance y las equivalencias de los mismos esten abarcados en el mismo.
Numeros de referencia
5 Deposito de fluido de almacenamiento en caliente 7 Recorrido de flujo del fluido de almacenamiento en caliente 9 Intercambiador termico de fluido de almacenamiento en caliente 15 Deposito de fluido de almacenamiento en fno 17 Recorrido de flujo del fluido de almacenamiento en fno 19 Intercambiador termico de fluido de almacenamiento en fno 27 Recorrido de flujo de almacenamiento intermedio
29 Intercambiador termico de almacenamiento intermedio
30 Circuito de flujo del fluido de trabajo 32 Compresor/turbina
34 Motor/generador 36 Bomba
38 Valvula de estrangulacion
40 Compresion
41 Expansion
42 Condensacion, eliminacion del sobrecalentamiento
44 Almacenamiento de calor sensible
45 Calor sensible
46 Estrangulacion isoentalpica
47 Recorrido de flujo del fluido de trabajo
48 Evaporacion
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Claims (3)

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    25
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    REIVINDICACIONES
    1. Un sistema para almacenar de manera reversible energfa electrica como ene^a termica que comprende
    un ciclo reversible de vapor subcntico-Kquido que tiene un recorrido (47) de flujo del fluido de trabajo que comprende:
    un intercambiador termico (9) de fluido de almacenamiento en caliente configurado y dispuesto para intercambiar energfa termica entre el fluido de trabajo, segun cambia de fase, y un fluido de almacenamiento en caliente;
    un aparato (32) de cambio de la presion del vapor, configurado para cambiar la presion del fluido de trabajo en una fase de vapor y dispuesto de manera fluida adyacente al intercambiador termico (9) de fluido de almacenamiento en caliente;
    un intercambiador termico (19) de fluido de almacenamiento en fno, adyacente de manera fluida al aparato (32) de cambio de la presion del vapor configurado y dispuesto para intercambiar energfa termica entre el fluido de trabajo, segun cambia de fase, y un fluido de almacenamiento en fno;
    un aparato (36, 38) de cambio de la presion del lfquido, adyacente de manera fluida al intercambiador termico (19) de fluido de almacenamiento en fno, configurado para cambiar la presion de una fase lfquida del fluido de trabajo;
    un intercambiador termico (29) de almacenamiento intermedio ubicado de manera fluida entre el aparato (36, 38) de cambio de la presion y el intercambiador termico (9) de fluido de almacenamiento en caliente, configurado y dispuesto para intercambiar calor sensible del fluido de trabajo con un fluido almacenado, comprendiendo el sistema, ademas:
    un deposito (5) de fluido de almacenamiento en caliente para almacenar el fluido de almacenamiento en caliente
    un recorrido (7) de flujo del fluido de almacenamiento en caliente que pasa a traves del intercambiador termico (9) de fluido de almacenamiento en caliente y del deposito (5) de fluido de almacenamiento en caliente;
    un deposito (15) de fluido de almacenamiento en fno para almacenar el fluido de almacenamiento en fno;
    un recorrido (17) de flujo del fluido de almacenamiento en fno que pasa a traves del intercambiador termico (19) de fluido de almacenamiento en fno y del deposito (15) de fluido de almacenamiento en fno, caracterizado por un recorrido (27) de flujo del deposito de almacenamiento intermedio que conecta de manera fluida el deposito (5) de fluido de almacenamiento en caliente con el deposito (15) de fluido de almacenamiento en fno por medio del intercambiador termico (29) de almacenamiento intermedio.
  2. 2. Un procedimiento para generar energfa electrica a partir del almacenamiento termico que comprende las etapas de:
    evaporar un fluido de trabajo de un ciclo de vapor-lfquido en un intercambiador termico (9) de fluido de almacenamiento en caliente contra un fluido de almacenamiento en caliente que circula a traves de un intercambiador termico (9) de fluido de almacenamiento en caliente y de un deposito (5) de fluido de almacenamiento en caliente;
    expandir el fluido evaporado de trabajo en una turbina (32) del ciclo de vapor-lfquido para accionar un generador (34), de forma que genere electricidad; y condensar el fluido expandido de trabajo en un intercambiador termico (19) de fluido de almacenamiento en fno contra un fluido de almacenamiento en fno que circula a traves del condensador y de un deposito (15) de fluido de almacenamiento en fno; presurizar el fluido condensado de trabajo en una bomba (36),
    caracterizado por calentar el fluido presurizado de trabajo en un intercambiador termico (29) de almacenamiento intermedio contra un fluido almacenado que pasa desde el deposito (5) de fluido de almacenamiento en caliente hasta el deposito (15) de fluido de almacenamiento en fno.
  3. 3. Un procedimiento para almacenar energfa electrica como energfa termica que comprende las etapas de estrangular isoentalpicamente un fluido de trabajo de un ciclo de vapor-lfquido utilizando una valvula (38) de estrangulacion;
    evaporar el fluido estrangulado de trabajo en un intercambiador termico (19) de fluido de almacenamiento en fno contra un fluido de almacenamiento en fno que circula a traves del intercambiador termico (19) de fluido de almacenamiento en fno y de un deposito (15) de fluido de almacenamiento en fno;
    comprimir el fluido evaporado de trabajo en un compresor (32) accionado por un motor (34), introduciendo, de ese modo, energfa electrica en el ciclo de vapor-lfquido; y
    condensar el fluido comprimido de trabajo en un intercambiador termico (9) de fluido de almacenamiento en caliente contra un fluido de almacenamiento en caliente que circula a traves del intercambiador termico (9) de fluido de almacenamiento en caliente y de un deposito (5) de fluido de almacenamiento en caliente,
    caracterizado por enfriar el fluido condensado de trabajo en un intercambiador termico (29) de almacenamiento intermedio contra un fluido almacenado que pasa desde el deposito (15) de fluido de almacenamiento en fno hasta el deposito (5) de fluido de almacenamiento en caliente.
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