ITVR20130055U1 - SYSTEM FOR THE GENERATION AND DISTRIBUTION OF ELECTRICITY PREFERABLY OBTAINED FROM RENEWABLE SOURCES - Google Patents
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Description
Descrizione di Brevetto per Modello di Utilità avente per titolo: Description of a Utility Model Patent entitled:
"SISTEMA PER LA GENERAZIONE E LA DISTRIBUZIONE DI ENERGIA ELETTRICA RICAVATA PREFERIBILMENTE DA FONTI RINNOVABILI" "SYSTEM FOR THE GENERATION AND DISTRIBUTION OF ELECTRICITY PREFERABLY OBTAINED FROM RENEWABLE SOURCES"
CAMPO TECNICO DELL'INVENZIONE TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
La presente invenzione si riferisce ad una rete per la generazione e la distribuzione di energia elettrica. The present invention refers to a network for the generation and distribution of electrical energy.
In particolare, la presente invenzione si riferisce ad una rete per la generazione e la distribuzione di energia elettrica, rinnovabili ricavata, preferibilmente, da fonti rinnovabili, che sia facilmente implementabile in luoghi non coperti da una rete di distribuzione elettrica o a supporto di reti di distribuzione elettrica che non sono in grado di garantire energia elettrica stabile con regolare continuità. In particular, the present invention refers to a network for the generation and distribution of renewable electricity, preferably derived from renewable sources, which can be easily implemented in places not covered by an electrical distribution network or in support of distribution networks. which are not able to guarantee stable electricity with regular continuity.
STATO DELLA TECNICA ANTERIORE STATE OF THE PRIOR ART
Come noto, l'erogazione di energia elettrica per il funzionamento di utenze, appunto alimentate elettricamente, avviene attraverso una rete di distribuzione del tipo più o meno capillare. As is known, the supply of electrical energy for the operation of users, precisely powered electrically, takes place through a distribution network of the more or less capillary type.
L'energia elettrica inizialmente prodotta presso una centrale viene poi erogata alle singole utenze. The electricity initially produced at a power station is then supplied to individual users.
Al fine di realizzare una rete di distribuzione è necessario un ingente investimento economico per la posa delle infrastrutture, ad esempio la posa di opere in terra, canaline, condotte, etc. o la posa di tralicci, la realizzazione di centrali secondarie, per diramare in modo ampio una linea proveniente da una centrale di produzione, eccetera. Nei luoghi scarsamente popolati, l'investimento economico richiesto per la realizzazione di una rete di distribuzione risulta poco proficuo poiché il numero delle utenze da alimentare è ridotto, e quindi, gli investimenti iniziali superano di gran lunga il ritorno in termini economici. In order to create a distribution network, a huge economic investment is required for the installation of infrastructures, for example the laying of earthworks, conduits, pipes, etc. o the laying of pylons, the construction of secondary plants, to broadly branch out a line coming from a production plant, etc. In sparsely populated places, the economic investment required for the construction of a distribution network is not very profitable since the number of users to be powered is reduced, and therefore, the initial investments far exceed the return in economic terms.
Nei casi in cui, le utenze da alimentare siano confinate in luoghi difficilmente accessibili, quali ad esempio isole, località montane, o similari, o scarsamente popolati, si è soliti ricorrere a piccole stazioni per la produzione di energia elettrica comprendenti dei gruppi elettrogeni. In cases where the users to be powered are confined to places that are difficult to access, such as islands, mountain resorts, or similar, or sparsely populated, it is usual to resort to small stations for the production of electricity including generators.
Con particolare riferimento a utenze di tipo domestico, o comunque con richieste di potenze limitate, nell'ordine di alcuni kilowatt, è possibile utilizzare gruppi elettrogeni alimentati tramite idrocarburi per generare la corrente elettrica richiesta. With particular reference to domestic users, or in any case with limited power requests, in the order of a few kilowatts, it is possible to use generators powered by hydrocarbons to generate the required electric current.
Tale soluzione, sebbene possa essere installabile praticamente in qualsiasi ubicazione, tuttavia richiede l'approvvigionamento o lo stoccaggio di carburante in appositi serbatoi, per garantire una soddisfacente autonomia di funzionamento. This solution, although it can be installed practically in any location, nevertheless requires the supply or storage of fuel in special tanks, to ensure a satisfactory operating autonomy.
La dimensione di tali serbatoi, naturalmente, dipende dalle ore di funzionamento previste oltre che alla potenza richiesta. The size of these tanks, of course, depends on the expected operating hours as well as the required power.
Tuttavia, la realizzazione di una rete di distribuzione elettrica basata esclusivamente sull'impiego di generatori elettrici quali i gruppi elettrogeni, presenta alcuni svantaggi, tra cui: la difficoltà di approvvigionamento del carburante per alimentare i gruppi elettrogeni, l'inquinamento prodotto durante il loro funzionamento con l'emissione di fumi combusti liberati in atmosfera e l'inquinamento acustico. However, the creation of an electrical distribution network based exclusively on the use of electric generators such as generators, has some disadvantages, including: the difficulty of supplying fuel to power the generators, the pollution produced during their operation with the emission of combustion fumes released into the atmosphere and noise pollution.
Si avverte, pertanto, l'esigenza di superare gli inconvenienti sopra indicati con particolare riferimento alla realizzazione di una rete di alimentazione, di dimensioni ridotte, in luoghi scarsamente popolati o isolati e pertanto difficilmente raggiungibili. Therefore, there is a need to overcome the drawbacks indicated above with particular reference to the construction of a power supply network, of reduced dimensions, in sparsely populated or isolated places and therefore difficult to reach.
Si avverte, inoltre, la necessità di realizzare una rete per la generazione e la distribuzione di energia elettrica che sia facilmente implementabile e che consenta di fornire tutta l'energia elettrica richiesta dalle utenze ad essa collegate o eventualmente che consenta di sopperire all'energia fornita da una rete di distribuzione elettrica instabile e/o caratterizzat a da una discontinuità di erogazione di energia elettrica. There is also the need to create a network for the generation and distribution of electricity that can be easily implemented and that allows for the supply of all the electricity required by the users connected to it or, if necessary, that makes it possible to supply the energy supplied. from an unstable electricity distribution network and / or characterized by a discontinuity in the supply of electricity.
SCOPI DELL'INVENZIONE AIMS OF THE INVENTION
Uno scopo della presente invenzione è migliorare lo stato della tecnica anteriore. An object of the present invention is to improve the state of the prior art.
Un ulteriore scopo della presente invenzione è quello di proporre una rete per la generazione e la distribuzione di energia elettrica facilmente implementabile in località isolate e/o difficilmente raggiungibili da una rete di distribuzione elettrica tradi zionale . A further object of the present invention is to propose a network for the generation and distribution of electrical energy which can be easily implemented in isolated locations and / or which are difficult to reach from a traditional electrical distribution network.
Un altro scopo della presente invenzione è quello di proporre una rete per la generazione e la distribuzione di energia elettrica di tipo modulare, cioè in grado di potersi adattar facilmente alle variazioni di esigenze energetiche delle utenze ad essa collegate. Another object of the present invention is to propose a modular type network for the generation and distribution of electrical energy, ie capable of being easily adapted to the variations in the energy needs of the users connected to it.
Un ulteriore scopo della presente invenzione è quello di proporre una rete per la generazione e la distribuzione di energia elettrica che funga da supporto ad una rete di distribuzione elettrica preesistente. A further object of the present invention is to propose a network for the generation and distribution of electrical energy which acts as a support for a pre-existing electrical distribution network.
Conformemente ad un aspetto della presente invenzione è previsto una rete per la generazione e la distribuzione di energia elettrica secondo la rivendicazione 1. According to an aspect of the present invention, a network for the generation and distribution of electrical energy according to claim 1 is provided.
Le rivendicazioni dipendenti si riferiscono a forme preferite e vantaggiose dell'invenzione. The dependent claims refer to preferred and advantageous forms of the invention.
BREVE DESCRIZIONE DEI DISEGNI BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS
Ulteriori caratteristiche e vantaggi della presente invenzione risulteranno maggiormente evidenti dalla descrizione di dettaglio di una forma di esecuzione preferita, ma non esclusiva, di una rete per la generazione e la distribuzione di energia elettrica, illustrata a titolo indicativo, ma non limitativo, nelle unite tavole di disegni in cui: Further characteristics and advantages of the present invention will become more evident from the detailed description of a preferred, but not exclusive, embodiment of a network for the generation and distribution of electrical energy, illustrated by way of indication, but not of limitation, in the accompanying tables of drawings in which:
la figura 1 è una vista schematica di una rete di distribuzione di energia elettrica secondo la presente invenzione; Figure 1 is a schematic view of an electric power distribution network according to the present invention;
la figura 2 è una vista schematica del cablaggio dei componenti di un modulo per la generazione e la distribuzione di energia elettrica secondo la presente invenzione; Figure 2 is a schematic view of the wiring of the components of a module for the generation and distribution of electrical energy according to the present invention;
la figura 3 è una vista schematica di una ulteriore versione di una rete di distribuzione di energia elettrica secondo la presente invenzione. Figure 3 is a schematic view of a further version of an electric power distribution network according to the present invention.
FORME DI ATTUAZIONE DELL'INVENZIONE FORMS OF IMPLEMENTATION OF THE INVENTION
Con riferimento alle figure allegate, una rete per la distribuzione di energia elettrica secondo la presente invenzione è indicata complessivamente con 1. With reference to the attached figures, a network for the distribution of electrical energy according to the present invention is indicated as a whole with 1.
La rete di distribuzione 1 comprende una pluralità di moduli 2 per la generazione e la distribuzione di energia elettrica cablati tra loro, attraverso un cablaggio 3, a definire la rete di distribuzione 1. Con riferimento alla versione illustrata in figura 1, a titolo esemplificativo ma non limitativo, la rete di distribuzione 1 comprende sei moduli 2 per la generazione e la distribuzione di energia elettrica atti ad alimentare le utenze di altrettanti stabili 4. The distribution network 1 comprises a plurality of modules 2 for the generation and distribution of electrical energy wired together, through a wiring 3, to define the distribution network 1. With reference to the version illustrated in Figure 1, by way of example but not limiting, the distribution network 1 includes six modules 2 for the generation and distribution of electricity suitable for powering the users of the same number of buildings 4.
Tuttavia, come è facilmente intuibile, una rete di distribuzione 1 secondo la presente invenzione può comprendere un numero maggiore o minore di moduli 2 per la generazione e la distribuzione di energia elettrica rispetto a quello illustrato in figura 1, senza per questo uscire dall'ambito di protezione della presente invenzione. However, as can be easily understood, a distribution network 1 according to the present invention can comprise a greater or lesser number of modules 2 for the generation and distribution of electrical energy than that illustrated in Figure 1, without thereby departing from the scope protection of the present invention.
Il numero di moduli 2 per la generazione e la distribuzione di energia elettrica varia in funzione del numero di utenze/stabili 4 che si intendono alimentare attraverso la rete di distribuzione 1. Ciascun modulo 2, è preferibilmente preposto alla fornitura di energia elettrica ad uno stabile 4. The number of modules 2 for the generation and distribution of electricity varies according to the number of users / buildings 4 that are intended to be powered through the distribution network 1. Each module 2 is preferably designed to supply electricity to a building 4.
Tuttavia, come meglio descritto nel prosieguo, attraverso la rete di distribuzione 1 un modulo 2 per la generazione e la distribuzione di energia elettrica può, eventualmente, fornire energia elettrica anche ad uno stabile 4 differente rispetto a quello a cui è associato. However, as better described hereinafter, through the distribution network 1 a module 2 for the generation and distribution of electrical energy can possibly also supply electrical energy to a building 4 different from the one with which it is associated.
Di seguito con il termine "utenza" si intende indicare uno o più dispositivi alimentati elettricamente. Hereinafter, the term "user" means one or more electrically powered devices.
L'implementazione di una rete di distribuzione 1 secondo la presente invenzione è particolarmente vantaggiosa in località isolate e/o scarsamente popolate o difficilmente raggiungibili da una rete di distribuzione tradizionale. The implementation of a distribution network 1 according to the present invention is particularly advantageous in isolated locations and / or sparsely populated or difficult to reach from a traditional distribution network.
In ubicazioni isolate quali, ad esempio, isole in mare aperto o località montane, site lontane da centri abitati industrializzati, è possibile garantire una efficace generazione e distribuzione di energia elettrica tramite i moduli 2 per la generazione e la distribuzione di energia elettrica connessi tra loro attraverso la rete di distribuzione 1. In isolated locations such as, for example, offshore islands or mountainous locations, located far from industrialized inhabited centers, it is possible to guarantee an effective generation and distribution of electricity through the modules 2 for the generation and distribution of electricity connected to each other. through the distribution network 1.
Conformemente ad un aspetto della presente invenzione, la rete di distribuzione 1 può essere implementata, in serie, a supporto di una rete di distribuzione pre-esistente instabile, non in grado cioè di garantire un approvvigionamento continuo e/o costante di energia elettrica. In accordance with an aspect of the present invention, the distribution network 1 can be implemented, in series, to support a pre-existing unstable distribution network, i.e. not capable of guaranteeing a continuous and / or constant supply of electricity.
Ancora, secondo una ulteriore versione della presente invenzione, la rete di distribuzione 1 può essere implementata a supporto di una rete di distribuzione pre-esistente, al fine di consentire ad un utilizzatore di poter usufruire di una quantità di energia elettrica superiore a quella fornita dalla rete pre-esistente. Still, according to a further version of the present invention, the distribution network 1 can be implemented to support a pre-existing distribution network, in order to allow a user to be able to use an amount of electricity greater than that supplied by the pre-existing network.
Come illustrato schematicamente nelle figure allegate, la rete di distribuzione 1 comprende almeno un generatore di energia elettrica 5 alimentato tramite una fonte di energia rinnovabile. A titolo esemplificativo, ma non limitativo, il generatore di energia elettrica 5 può essere del tipo appartenente al gruppo di generatori ad azionamento eolico, ad esempio una turbina eolica o similare, del tipo foto-voltaico, ad azionamento geotermico, ad azionamento idroelettrico, ad esempio una turbina meccanica del tipo Pelton o Francis o Kaplan o similari. As schematically illustrated in the attached figures, the distribution network 1 comprises at least one electric power generator 5 powered by a renewable energy source. By way of non-limiting example, the electricity generator 5 can be of the type belonging to the group of wind-driven generators, for example a wind turbine or similar, of the photo-voltaic type, with geothermal drive, with hydroelectric drive, for example for example a mechanical turbine of the Pelton or Francis or Kaplan type or similar.
Almeno un generatore di energia 5 è collegato a ciascun modulo 2 di generazione/distribuzione di energia elettrica. At least one energy generator 5 is connected to each electric power generation / distribution module 2.
Secondo una versione della presente invenzione, a ciascun modulo 2 per la generazione e la distribuzione di energia elettrica sono collegati almeno due generatori di energia 5. According to a version of the present invention, at least two energy generators 5 are connected to each module 2 for the generation and distribution of electrical energy.
1 generatori di energia 5 collegati a ciascun modulo 2 per la generazione e la distribuzione di energia elettrica possono essere del medesimo tipo, cioè azionati tramite lo stesso vettore di energia (energia cinetica del vento o dell'acqua, energia termica, energia solare, etc.) o di tipo differente tra loro senza limitazione alcuna. 1 energy generators 5 connected to each module 2 for the generation and distribution of electrical energy can be of the same type, i.e. driven by the same energy vector (kinetic energy of the wind or water, thermal energy, solar energy, etc. .) or of a different type without any limitation.
A titolo esemplificativo, un modulo 2 per la generazione e la distribuzione di energia elettrica potrebbe comprendere un generatore 5 eolico ed un generatore 5 fotovoltaico, ciascuno cablato in modo indipendente al modulo 2 per la generazione e la distribuzione di energia elettrica stesso. By way of example, a module 2 for the generation and distribution of electrical energy could comprise a wind generator 5 and a photovoltaic generator 5, each wired independently to the module 2 for the generation and distribution of electricity itself.
In una ulteriore versione della presente invenzione, un modulo 2 per la generazione e la distribuzione di energia elettrica potrebbe comprendere due o più generatori 5 eolici, o due o più generatori 5 fotovoltaici, etc. In a further version of the present invention, a module 2 for the generation and distribution of electrical energy could comprise two or more wind generators 5, or two or more photovoltaic generators 5, etc.
In particolare, si osserva che la possibilità di collegare più di un generatore 5 a ciascun modulo 2 per la generazione e la distribuzione di energia elettrica garantisce una elevata modularità alla rete di distribuzione 1 secondo la presente invenzione . In particular, it can be observed that the possibility of connecting more than one generator 5 to each module 2 for the generation and distribution of electrical energy guarantees a high modularity to the distribution network 1 according to the present invention.
In particolare, tale modularità non è limitata alla possibilità di collegare differenti tipologie di generatori 5 a ciascun modulo 2 per la generazione e la distribuzione di energia elettrica. In particular, this modularity is not limited to the possibility of connecting different types of generators 5 to each module 2 for the generation and distribution of electrical energy.
Infatti, a ciascun modulo 2 per la generazione e la distribuzione di energia elettrica è possibile collegare generatori 5 di potenza differente. In fact, generators 5 of different power can be connected to each module 2 for the generation and distribution of electrical energy.
In tal modo, è possibile modulare la potenza generata da ciascun modulo 2 per la generazione e la distribuzione di energia elettrica in funzione della potenza richiesta delle utenze alimentate tramite la rete di distribuzione 1. In this way, it is possible to modulate the power generated by each module 2 for the generation and distribution of electrical energy as a function of the power required of the users fed through the distribution network 1.
Ciascun modulo 2 per la generazione e la distribuzione di energia elettrica comprende primi mezzi di connessione 6 e secondi mezzi di connessione 7 . Each module 2 for the generation and distribution of electrical energy comprises first connection means 6 and second connection means 7.
In particolare i primi mezzi di connessione 6 sono previsti per il collegamento dell'almeno un generatore 5 in ingresso a ciascun modulo 2 per la generazione e la distribuzione di energia elettrica. I secondi mezzi di connessione 7, invece, consentono il collegamento di ciascun modulo 2 per la generazione e la distribuzione di energia elettrica al cablaggio 3, al fine di distribuire l'energia elettrica prodotta attraverso i generatori 5 alle singole utenze. In particular, the first connection means 6 are provided for connecting the at least one generator 5 at the input of each module 2 for the generation and distribution of electrical energy. The second connection means 7, on the other hand, allow the connection of each module 2 for the generation and distribution of electrical energy to the wiring 3, in order to distribute the electrical energy produced through the generators 5 to the individual users.
Il modulo 2 per la generazione e la distribuzione di energia elettrica può comprendere un inverter 8, al fine di modificare l'energia elettrica prodotta dai singoli generatori 5 a seconda delle specifiche esigenze di utilizzo delle utenze finali. The module 2 for the generation and distribution of electrical energy can comprise an inverter 8, in order to modify the electrical energy produced by the individual generators 5 according to the specific needs of use of the end users.
Il funzionamento di un inverter 8 è dato per noto e non sarà pertanto ulteriormente descritto. The operation of an inverter 8 is assumed to be known and will therefore not be further described.
Secondo un aspetto della presente invenzione, la rete di distribuzione 1 comprende almeno un dispositivo di accumulo 9, atto ad immagazzinare l'energia elettrica prodotta dall' almeno un generatore di energia 5 di un modulo 2 per la generazione e la distribuzione di energia elettrica e a cederla successivamente alla rete di distribuzione 1 a seconda delle necessità. According to an aspect of the present invention, the distribution network 1 comprises at least one storage device 9, suitable for storing the electrical energy produced by the at least one energy generator 5 of a module 2 for the generation and distribution of electrical energy and subsequently transfer it to the distribution network 1 as needed.
L'almeno un dispositivo di accumulo 9 consente di immagazzinare l'energia elettrica prodotta tramite l'almeno un generatore di energia 5 e non utilizzata dalle utenze, e di renderla disponibile in un momento successivo. The at least one storage device 9 allows to store the electrical energy produced by the at least one energy generator 5 and not used by the users, and to make it available at a later time.
Secondo una versione della presente invenzione, l'almeno un dispositivo di accumulo 9 può essere collegato direttamente ad un modulo 2 per la generazione e la distribuzione di energia elettrica. Secondo una ulteriore versione della presente invenzione, ciascun modulo 2 per la generazione e la distribuzione di energia elettrica può essere collegato ad almeno un dispositivo di accumulo 9. Pertanto, il numero di moduli 2 per la generazione e la distribuzione di energia elettrica e il numero dei dispositivi di accumulo 9 può essere lo stesso oppure differente, senza limitazione alcuna. According to a version of the present invention, the at least one storage device 9 can be connected directly to a module 2 for the generation and distribution of electrical energy. According to a further version of the present invention, each module 2 for the generation and distribution of electrical energy can be connected to at least one storage device 9. Therefore, the number of modules 2 for the generation and distribution of electrical energy and the number of the accumulation devices 9 can be the same or different, without any limitation.
Secondo una versione della presente invenzione, l'almeno un dispositivo di accumulo 9 comprende una o più batterie o dispositivi di accumulo similare. Secondo una ulteriore versione della presente invenzione, non illustrata nelle figure, l'almeno un dispositivo di accumulo 9 comprende almeno una pompa idraulica atta a pompare acqua in un bacino in quota da cui è possibile, successivamente, ricavare, tramite dispositivi noti nel settore, energia idroelettrica. According to a version of the present invention, the at least one storage device 9 comprises one or more batteries or similar storage devices. According to a further version of the present invention, not shown in the figures, the at least one storage device 9 comprises at least one hydraulic pump suitable for pumping water into a high-altitude basin from which it is possible to subsequently obtain, by means of devices known in the field, hydroelectric energy.
Secondo una ulteriore versione della presente invenzione, l'almeno un dispositivo di accumulo 9 può comprendere mezzi per lo stoccaggio di aria compressa, non illustrati nelle figure. According to a further version of the present invention, the at least one accumulation device 9 can comprise means for storing compressed air, not shown in the figures.
Qualora le utenze a cui è collegato uno specifico modulo 2 per la generazione e la distribuzione di energia elettrica non siano in funzione o l'energia prodotta dai generatori 5 sia superiore alla quantità richiesta dalle utenze, i generatori 5 possono essere mantenuti operativi sino a quando non si giunge alla carica completa del dispositivo di accumulo 9. If the users to which a specific module 2 for the generation and distribution of electricity is connected are not in operation or the energy produced by the generators 5 is greater than the quantity required by the users, the generators 5 can be kept operational until the storage device 9 is not fully charged.
A tal punto, è poi possibile disattivare il funzionamento dell'almeno un generatore 5, per preservarne l'integrità, con particolare riferimento a generatori comprendenti organi meccanici in movimento, riattivandolo successivamente in caso di bisogno. At this point, it is then possible to deactivate the operation of the at least one generator 5, to preserve its integrity, with particular reference to generators comprising mechanical moving parts, subsequently reactivating it in case of need.
Ciascun modulo 2 per la generazione e la distribuzione di energia elettrica può poi comprendere un'interfaccia di comunicazione 10 atta a visualizzare, ad un utilizzatore, messaggi sullo stato e/o sul funzionamento di uno specifico modulo Secondo una versione della presente invenzione l'interfaccia di comunicazione 10 può comprendere un display, non illustrato nelle figure, tramite cui visualizzare lo stato di funzionamento del modulo 2 per la generazione e la distribuzione di energia elettrica e/o messaggi di allarme o per la manutenzione del modulo 2 stesso o dei suoi componenti . Each module 2 for the generation and distribution of electrical energy can then comprise a communication interface 10 capable of displaying, to a user, messages on the status and / or operation of a specific module. According to a version of the present invention, the interface communication device 10 may include a display, not shown in the figures, through which the operating status of the module 2 for the generation and distribution of electricity and / or alarm messages or for the maintenance of the module 2 itself or its components can be viewed .
Secondo una ulteriore versione della presente invenzione, l'interfaccia di comunicazione 10 può comprendere mezzi per l'emissione di segnali radio, non illustrati nelle figure, atti ad inviare un segnale wi-fi o secondo il protocollo di trasmissione dati Bluetooth, ad un dispositivo mobile 15, quale ad esempio un cellulare, uno smartphone, un tablet, un notebook o un dispositivo similare o a un dispositivo remoto secondo modalità note nel settore. According to a further version of the present invention, the communication interface 10 can comprise means for the emission of radio signals, not shown in the figures, suitable for sending a wi-fi signal or according to the Bluetooth data transmission protocol, to a device mobile 15, such as for example a mobile phone, a smartphone, a tablet, a notebook or a similar device or to a remote device according to methods known in the field.
Il modulo 2 per la generazione e la distribuzione di energia elettrica comprende una unità di gestione 11 . Module 2 for the generation and distribution of electricity includes a management unit 11.
L'unità di gestione 11 è atta a controllare e a gestire il funzionamento dei singoli generatori 5 cablati al modulo 2 in funzione della richiesta di potenza delle utenze cablate alla rete di distribuzione 1. The management unit 11 is able to control and manage the operation of the individual generators 5 wired to module 2 according to the power demand of the users wired to the distribution network 1.
In pratica, l'unità di gestione 11 confronta la quantità di energia elettrica prodotta dai singoli generatori 5 connessi al modulo 2 per la generazione e la distribuzione di energia elettrica e la quantità di energia elettrica richiesta dalle utenze collegate al modulo 2 stesso. In practice, the management unit 11 compares the quantity of electricity produced by the individual generators 5 connected to the module 2 for the generation and distribution of electricity and the quantity of electricity required by the users connected to the module 2 itself.
Nel caso in cui la quantità di energia elettrica prodotta sia superiore a quella richiesta, l'unità di gestione 11 provvede ad inviare la quantità in eccesso all'ameno un dispositivo di accumulo 9. In the event that the quantity of electricity produced is greater than that required, the management unit 11 sends the excess quantity to at least an accumulation device 9.
Qualora i generatori 5 collegati ad un modulo 2 per la generazione e la distribuzione di energia elettrica non siano in grado di produrre energia elettrica sufficiente a soddisfare la richiesta delle utenze collegate al modulo 2 stesso, tale energia elettrica potrà essere prelevata dall'almeno un dispositivo di accumulo 9. If the generators 5 connected to a module 2 for the generation and distribution of electricity are not able to produce sufficient electricity to meet the demand of the users connected to the module 2 itself, this electricity can be drawn from at least one device accumulation 9.
Al fine di evitare l'esaurimento dell'energia elettrica immagazzinata all'interno dell'almeno un dispositivo di accumulo 9 è possibile provvedere alla ricarica dell'almeno un dispositivo di accumulo 9 stesso ad opera dei generatori 5 di un secondo modulo 2 connesso alla rete di distribuzione 1. In order to avoid the exhaustion of the electrical energy stored inside the at least one storage device 9, it is possible to recharge the at least one storage device 9 itself by the generators 5 of a second module 2 connected to the network. distribution 1.
Pertanto, tramite la rete di distribuzione 1 ed i moduli 2 per la generazione e la distribuzione di energia elettrica in essa implementati, è possibile distribuire e garantire l'approvvigionamento di energia elettrica a tutte le utenze cablate alla rete di distribuzione 1 stessa. Therefore, through the distribution network 1 and the modules 2 for the generation and distribution of electricity implemented in it, it is possible to distribute and guarantee the supply of electricity to all users wired to the distribution network 1 itself.
Qualora, infatti, l'almeno un generatore 5 di un modulo 2 per la generazione e la distribuzione di energia elettrica non sia in grado di fornire l'energia elettrica richiesta alle utenze collegate a tale modulo 2, sarà possibile prelevare dalla rete di distribuzione 1 l'energia prodotta da altri moduli 2 per la generazione e la distribuzione di energia elettrica. In fact, if the at least one generator 5 of a module 2 for the generation and distribution of electricity is unable to supply the electricity required to the users connected to this module 2, it will be possible to withdraw from the distribution network 1 the energy produced by other modules 2 for the generation and distribution of electricity.
Pertanto, ciascun modulo 2 per la generazione e la distribuzione di energia elettrica cablato alla rete di rete di distribuzione 1 può essere considerato come nodo di produzione di energia elettrica ed, eventualmente, qualora non sia in grado di generare energia elettrica, come un nodo di consumo di energia elettrica. Therefore, each module 2 for the generation and distribution of electricity wired to the distribution network 1 can be considered as an electricity production node and, possibly, if it is unable to generate electricity, as a electricity consumption.
L'unità di gestione 11 di ciascun modulo 2 per la generazione e la distribuzione di energia elettrica può attivare/disattivare il funzionamento dei singoli generatori 5 collegati ad modulo 2 stesso, a seconda della richiesta di energia elettrica delle utenze cablate nella rete di distribuzione 1. The management unit 11 of each module 2 for the generation and distribution of electricity can activate / deactivate the operation of the individual generators 5 connected to module 2 itself, according to the electricity demand of the users wired in the distribution network 1 .
In tal modo, è possibile ottimizzare il funzionamento dei generatori 5 stessi. In this way, it is possible to optimize the operation of the generators 5 themselves.
In particolare, poiché ciascun modulo 2 per la generazione e la distribuzione di energia elettrica può comprendere più di un generatore 5 si può ottimizzare l'impiego di quest'ultimi prevedendone un funzionamento ad un regime di lavoro ottimale. Con riferimento a generatori di energia elettrica del tipo comprendente organi meccanici in movimento, ad esempio comprendenti un albero posto in rotazione, il regime di lavoro ottimale corrisponde sostanzialmente al regime di rotazione per il quale si raggiunge circa il 70%-80% della produzione di energia rispetto alla potenza massima erogabile dal generatore di energia stesso. In particular, since each module 2 for the generation and distribution of electric energy can comprise more than one generator 5, the use of the latter can be optimized by providing for their operation at an optimal working rate. With reference to electric power generators of the type comprising mechanical moving parts, for example comprising a shaft set in rotation, the optimum working speed substantially corresponds to the rotation speed for which approximately 70% -80% of the production of energy compared to the maximum power that can be supplied by the energy generator itself.
Tale regime di lavoro è inferiore al regime di massima produzione. Pertanto, il generatore 5, qualora comprenda organi meccanici in movimento, è soggetto ad una minore usura, richiedendo così una minore manutenzione e consentendo una maggiore durate nel tempo dello stesso. This working regime is lower than the maximum production regime. Therefore, the generator 5, if it comprises mechanical moving parts, is subject to less wear, thus requiring less maintenance and allowing a longer duration of the same over time.
Ciascun modulo 2 per la generazione e la distribuzione di energia elettrica può comprendere un apposito filtro 12, di tipo noto nel settore, tra i singoli generatori 5 ed il modulo 2 stesso, atti a modulare l'energia prodotta dai singoli generatori 5. Each module 2 for the generation and distribution of electrical energy can comprise a suitable filter 12, of a type known in the field, between the individual generators 5 and the module 2 itself, adapted to modulate the energy produced by the individual generators 5.
Tramite l'unità di gestione 11 di ciascun modulo 2 per la generazione e la distribuzione di energia elettrica è possibile garantire un'alimentazione elettrica costante, priva di sbalzi di tensione, alle utenze connesse alla rete di distribuzione 1. Secondo una versione della presente invenzione, illustrata in figura 2, la rete di distribuzione 1 comprende almeno un generatore supplementare 13, alimentato tramite fonti di energia non rinnovabile, collegato ad almeno un modulo 2 per la generazione e la distribuzione di energia elettrica. Through the management unit 11 of each module 2 for the generation and distribution of electrical energy it is possible to guarantee a constant electrical power supply, free of voltage fluctuations, to the users connected to the distribution network 1. According to a version of the present invention , illustrated in Figure 2, the distribution network 1 comprises at least one additional generator 13, powered by non-renewable energy sources, connected to at least one module 2 for the generation and distribution of electrical energy.
Il generatore supplementare 13 può essere, a titolo esemplificativo ma non limitativo, un gruppo elettrogeno, un generatore ad idrogeno (fuel celi), una pila ad ossido solido (sofc celi) o dispositivi similari. The additional generator 13 can be, by way of non-limiting example, a generator, a hydrogen generator (fuel cell), a solid oxide cell (soft cell) or similar devices.
Il generatore supplementare 13 può sopperire alla momentanea incapacità di uno o più moduli 2 per la generazione e la distribuzione di energia elettrica di funzionare correttamente o di fornire la quantità di energia elettrica richiesta dalle utenze. The additional generator 13 can make up for the momentary inability of one or more modules 2 for the generation and distribution of electrical energy to function correctly or to supply the quantity of electrical energy required by the users.
Qualora, ad esempio si debbano compiere dei lavori di manutenzione, sezionando un modulo 2 per la generazione e la distribuzione di energia elettrica dalla rete di distribuzione 1, si potrà comunque garantire l'alimentazione elettrica delle utenze asservite da tale modulo 2 attraverso il generatore supplementare 13 ad esso collegato. If, for example, maintenance work has to be carried out, by disconnecting a module 2 for the generation and distribution of electricity from the distribution network 1, it will still be possible to guarantee the electricity supply of the users served by this module 2 through the additional generator. 13 connected to it.
Ulteriormente, uno o più generatori supplementari 13 potranno sopperire alla momentanea mancanza di produzione di energia elettrica per un malfunzionamento dei generatori 5 presenti nella rete di distribuzione 1 o, ancora, qualora i dispositivi di accumulo dei moduli 2 per la generazione e la distribuzione di energia elettrica siano prossimi all'esaurimento. Furthermore, one or more additional generators 13 will be able to make up for the momentary lack of electricity production due to a malfunction of the generators 5 present in the distribution network 1 or, again, if the storage devices of the modules 2 for the generation and distribution of energy are close to exhaustion.
In figura 3 è illustrata, con il numero 100, una ulteriore forma di realizzazione di una rete di distribuzione di energia secondo la presente invenzione. Figure 3 illustrates, with the number 100, a further embodiment of an energy distribution network according to the present invention.
Di seguito, si utilizzerà la medesima numerazione per indicare i componenti corrispondenti a quelli della precedente forma di realizzazione. In the following, the same numbering will be used to indicate the components corresponding to those of the previous embodiment.
La rete di distribuzione 100 differisce dalla precedente forma di realizzazione per la presenza di una unità centrale 14 per la fornitura di energia elettrica. The distribution network 100 differs from the previous embodiment by the presence of a central unit 14 for the supply of electrical energy.
L'unità centrale 14 analogamente a quanto precedentemente descritto con riferimento alle singole unità abitative 4, comprende un modulo 2' per la generazione e la distribuzione di energia elettrica a cui è collegato almeno un generatore 5' di energia elettrica. The central unit 14, similarly to what has been described above with reference to the individual housing units 4, comprises a module 2 'for the generation and distribution of electrical energy to which at least one generator 5' of electrical energy is connected.
Il funzionamento della presente forma di realizzazione è il medesimo di quello descritto in precedenza. The operation of the present embodiment is the same as that described above.
In particolare, l'installazione della rete di distribuzione 100 è preferibile in luoghi in cui sia possibile l'installazione decentrata dell'unità centrale 14. In particular, the installation of the distribution network 100 is preferable in places where decentralized installation of the central unit 14 is possible.
Poiché quest'ultima deve sopperire completamente o parzialmente alla richiesta di energia elettrica di tutte le utenze cablate alla rete di distribuzione 100, 1'almeno un generatore 5' ad essa collegato è caratterizzato da una potenza e, conseguentemente, da dimensioni maggiori rispetto a quelle dei generatori 5 associati ai moduli 2 per la generazione e la distribuzione di energia elettrica. Grazie alla presenza dell'unità centrale 14 è possibile prevedere l'installazione di generatori 5 di potenza minore o quantomeno, di stoccaggio di energia minore, rispetto a quelli della precedente forma di realizzazione, poiché il maggior apporto energetico ai singoli moduli 2 per la generazione e la distribuzione di energia elettrica è fornito, appunto, dall'unità centrale 14. Since the latter must completely or partially meet the demand for electrical energy of all the users wired to the distribution network 100, the at least one generator 5 'connected to it is characterized by a power and, consequently, by larger dimensions than those of the generators 5 associated with the modules 2 for the generation and distribution of electricity. Thanks to the presence of the central unit 14 it is possible to provide for the installation of generators 5 of lower power or at least, of lower energy storage, with respect to those of the previous embodiment, since the greater energy input to the individual modules 2 for generation and the distribution of electricity is provided by the central unit 14.
In una ulteriore versione della presente invenzione l'unità centrale 14 può comprendere un generatore supplementare 13' ad integrazione dell'energia elettrica fornita dall'almeno un generatore 5'. In a further version of the present invention the central unit 14 can comprise an additional generator 13 'to supplement the electrical energy supplied by the at least one generator 5'.
L'unità centrale 14 funge quindi da nodo centrale di alimentazione di energia elettrica a cui sono collegati tutti i moduli 2 della rete di distribuzione 100. The central unit 14 therefore acts as a central node for supplying electricity to which all the modules 2 of the distribution network 100 are connected.
La modularità della rete di distribuzione 1, 100 secondo la presente invenzione ne consente una efficace implementazione in ambienti non facilmente raggiungibili dalla rete di distribuzione elettrica tradizionale. The modularity of the distribution network 1, 100 according to the present invention allows its effective implementation in environments not easily reachable from the traditional electrical distribution network.
Inoltre poiché ciascun modulo 2 comprende più generatori di energia elettrica 5 è possibile modulare, a seconda delle richieste energetiche delle utenze connesse alla rete di distribuzione 1, 100, l'energia elettrica prodotta evitando così di sollecitare eccessivamente i generatori stessi. Furthermore, since each module 2 comprises several electric power generators 5, it is possible to modulate, according to the energy requirements of the users connected to the distribution network 1, 100, the electricity produced thus avoiding excessive stress on the generators themselves.
L'energia elettrica che è prodotta in eccesso rispetto a quanto richiesto dalle utenze della rete di distribuzione 1, 100, potrà essere stoccata in appositi dispositivi di accumulo 9 al fine di renderla fruibile successivamente, ad esempio qualora i generatori 5 non siano in grado di sopperire alle richieste energetiche delle singole utenze. The electricity that is produced in excess of what is required by the users of the distribution network 1, 100, can be stored in special storage devices 9 in order to make it usable later, for example if the generators 5 are not able to meet the energy demands of individual users.
Ciascun modulo 2 per la generazione e la distribuzione di energia elettrica, di fatto, può produrre energia elettrica per le utenze ad esso collegate, oppure per le utenze di altri moduli 2 per la generazione e la distribuzione di energia elettrica, garantendo così il corretto funzionamento di tutte le utenze cablate alla rete di distribuzione 1, 100. Each module 2 for the generation and distribution of electricity, in fact, can produce electricity for the users connected to it, or for the users of other modules 2 for the generation and distribution of electricity, thus ensuring correct operation. of all users wired to the distribution network 1, 100.
Ulteriormente, la rete di distribuzione 1, 100 secondo la presente invenzione può fungere da supporto ad una rete di distribuzione pre-esistente, ad integrazione dell'energia elettrica prodotta e distribuita da quest ' ultima, come meglio descritto nel prosieguo. Furthermore, the distribution network 1, 100 according to the present invention can act as a support to a pre-existing distribution network, supplementing the electricity produced and distributed by the latter, as better described below.
In particolare, si osserva che il collegamento tra la rete di distribuzione 1, 100 ed una rete di distribuzione pre-esistente avviene collegando i terminali della rete pre-esistente, che normalmente sono cablati ad una cabina di alimentazione o ad un contatore di uno stabile 4, ai primi mezzi di collegamento 6 dell'almeno un modulo 2 per la generazione e la distribuzione di energia elettrica. Di fatto, quindi, l'energia elettrica distribuita da una rete di distribuzione pre-esistente viene immessa, in ingresso, nell'almeno un modulo 2 per la generazione e la distribuzione dell'energia elettrica. In particular, it can be observed that the connection between the distribution network 1, 100 and a pre-existing distribution network takes place by connecting the terminals of the pre-existing network, which are normally wired to a power supply cabin or to a meter of a building. 4, to the first connection means 6 of the at least one module 2 for the generation and distribution of electrical energy. In fact, therefore, the electrical energy distributed by a pre-existing distribution network is fed into the at least one module 2 for the generation and distribution of electrical energy.
Come precedentemente descritto, l'unità di gestione il dell'almeno un modulo 2 per la generazione e la distribuzione dell'energia elettrica confronta l'energia elettrica in ingresso al modulo 2 stesso con la quantità di energia elettrica richiesta dalle utenze ad esso collegato. As previously described, the management unit 11 of the at least one module 2 for the generation and distribution of electrical energy compares the electrical energy entering the module 2 itself with the quantity of electrical energy required by the users connected to it.
Nel caso in cui la rete di distribuzione preesistente, cablata con la rete di distribuzione 1, 100, non sia in grado di erogare la quantità di energia elettrica richiesta, a causa di una interruzione della fornitura di energia elettrica, o eroghi energia elettrica in modo instabile, cioè con una variazione significativa della tensione (sbalzi di tensione), l'unità di gestione il provvede a garantire comunque all'utenza collegata all'almeno un modulo 2 un apporto costante e stabile di energia elettrica, generata tramite l'almeno un generatore 5 e/o 1'almeno un generatore supplementare 13. In the event that the pre-existing distribution network, wired with the distribution network 1, 100, is unable to supply the quantity of electricity required, due to an interruption in the supply of electricity, or supplies electricity in a manner unstable, i.e. with a significant variation of the voltage (voltage fluctuations), the management unit II ensures in any case to the user connected to the at least one module 2 a constant and stable supply of electrical energy, generated through the at least one generator 5 and / or at least one additional generator 13.
Secondo una ulteriore versione della presente invenzione, le rete di distribuzione 1, 100 può essere implementata a supporto di una rete di distribuzione pre-esistente, per consentire ad un utilizzatore di sfruttare una quantità di energia elettrica maggiore rispetto a quella fornita, appunto, dalla rete di distribuzione pre-esistente. Il cablaggio tra la rete di distribuzione 1, 100 e una rete di distribuzione pre-esistente avviene in modo analogo a quanto descritto precedentemente. According to a further version of the present invention, the distribution network 1, 100 can be implemented to support a pre-existing distribution network, to allow a user to exploit a greater quantity of electricity than that supplied, in fact, by the pre-existing distribution network. The cabling between the distribution network 1, 100 and a pre-existing distribution network takes place in the same way as described above.
In tal caso, qualora le utenze collegate all'almeno un modulo 2 richiedano una quantità di energia elettrica superiore a quella normalmente erogabile dalla rete di distribuzione pre-esistente, l'unità di gestione il dell'almeno un modulo 2 per la gestione e la distribuzione dell'energia elettrica provvederà a fornire la suddetta quantità di energia richiesta prelevandola dall'almeno un generatore 5 e/o dal dispositivo di accumulo 9 e/o, qualora presenti, da altri moduli 2 della rete di distribuzione 1, 100. In this case, if the utilities connected to the at least one module 2 require a quantity of electricity greater than that normally available from the pre-existing distribution network, the management unit 11 of the at least one module 2 for the management and electricity distribution will provide the aforementioned quantity of energy required by taking it from the at least one generator 5 and / or from the storage device 9 and / or, if present, from other modules 2 of the distribution network 1, 100.
L'invenzione così concepita è suscettibile di numerose modifiche e varianti tutte rientranti nell'ambito del concetto inventivo. The invention thus conceived is susceptible of numerous modifications and variations, all of which are within the scope of the inventive concept.
Inoltre, tutti i dettagli sono sostituibili da altri elementi tecnicamente equivalenti. In pratica, i materiali impiegati, nonché le forme e le dimensioni contingenti, potranno essere qualsiasi a seconda delle esigenze senza per questo uscire dall'ambito di protezione delle seguenti rivendicazioni. Furthermore, all the details can be replaced by other technically equivalent elements. In practice, the materials used, as well as the contingent shapes and dimensions, may be any according to requirements without thereby abandoning the scope of the protection of the following claims.
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