MXPA04003095A - Metodo y aparato para usar turbinas de viento para generar y suministrar energia ininterrumpida a locaciones remotas a la red electrica. - Google Patents

Abstract

La presente invencion se refiere a un sistema de generacion y almacenamiento de energia eolica que comprende metodos y aparatos para proporcionar energia dedicada al uso inmediato y al almacenamiento, a fin de proveer energia electrica de una manera ininterrumpida y continua a locaciones remotas de una red electrica. En una aplicacion grande, la invencion contempla tener un numero predeterminado de molinos de viento dedicados al uso inmediato, y un numero predeterminado de molinos de viento dedicados al almacenamiento de energia, como energia por aire comprimido en uno o mas tanques de alta presion. Tambien es posible proveer un molino de viento hibrido que tiene la habilidad de alternar simultaneamente entre energia para uso inmediato y para almacenamiento.

Description

APARATO PARA USAR AS MKNTO PARA GENERAR Y SUMINISTRAR ENERGÍA ININTERRUMPIDA A LOCACIONES REMOTAS A LA RED ELÉCTRICA en Las tentativas pr veedores nacional a de estos algún puedan proyectos se han derivada de naturales te er la fuente natural m s t de capturar la por u a menudo se usa enera cor centrales v e v una f uente de es que siempre y re sepia a en otras es siempre El viento tampoco sopla en las distintas horas del la mes y las i del en otras p no es siempre p A pesar que en el pasado se han realizado intentos tendientes a almacenar la energía producida por ento para que se pueda usar durante períodos de demanda y ruando el viento sea y leve o en ausencia del estos sistemas pasados no han podido ser aplicados en manera segura y Las tentativas del pasado no han capaces de reducir las ineficacias y las í t a des inherentes al usar tomo una fuente para energía una manera continua e ha de las áreas del país tienen sistemas ie generación de energía ica y de respaldo tai aquellos por compañías locales de servicios y distribuidos por grandes redes Con excepción de esos pocos casos una ralla de quizás en otras debido a una interrupción de la línea o el fracaso mecánico del la mayoría de la gente este país espera que la energí esté dis i ru áreas remotas del la í a c no es siempre está prontamente y se deten nacer esfuerces para la energía La gente que en lo alto de las montañas o en áreas remotas de la más cercana red por a menudo tiene dificultades para obtener El costo de aéreos o subterráneos desde la más cercana red raía atender a estes ticos de ubicaciones remotas puede y p a r a empeorar a menucio ser per d tierra es y las compañías de servicios públices obligación de 5 atender a esas aunque se conecten líneas r a estas u la energía que r p r alcanza su A de estos que el viento es un r que se y a en estas se desea r i sistema cue n puede capturar p cendrado per el p a r energía que sea de nacerlo de manera permitiendo que la r a de viento para ser r a remetas ana modo continuo e de en otras e fuente para almacenar 1 a de en una que pueda empleada durante períodos d v cuando les sean leves o en La presente se reí rere a sistemas de generación y almacenara e de r a lieos capaces de ser adaptados para el e en otras acras ato una í te de de la red eléctrica La invención s d para car una e a ae energía por na que viento es es vient para que cuando a de los La on s del uso de energía casado de lmacenamiento coordinar de manera una pequeña s es de cerno una fuente de la red e de pre eriblemente 1 de en el cual e dedicada a generar la a ant de uso y una de las está dedicada a un s energía per se diseña e con un número y edeterminados de de estación molino v ma sea e y e c r a 1 a c de un est aciones me crios de en s una a de esta cada estación de uso inmediato tiene preferiblemente una turbina de viente hori orientada y un generador eléctrico local izados en la base del de que el movimiento giratorio o r el sea convertido directamente en energía vía Esto se puede por directamente el generador eléctrico al eje i orí t la turbina de la ootencia ada del viento pueda impu directamente el Localizando el gene de la caja de e el e e del molino de y usando el poder de 1 de viento amen las pérdidas de energía t ípicamente atribuidas a otros tipos de sistemas se pueden La energía va da del viento puede ser i 0 a en energía eléctrica más e cuando la por ej la eficiencia de los s ema energía eclica puede ser capturando el giratorio mecánico causado por el viento que sopla sobre las palas del molino de a generar directamente la tener la ener de energía es conectada preferiblemente a un compresor en una manera que convierta de viento a nt energía por A este p un e conectado a una primera a a de es el cual se conecta a un eje vertical que en o abajo por la torre de de que a su se conecta a una segunda ca a de engranajes conectada a otro horizontal localizado en el El eje horizontal entonces es conectado al de manera que la potencia mecánica derivada del viento pueda ser convertida directamente en energía por aire comprimido y almacenada en tanques de almacenamiento de alta ?1 comprimido de cada estación de almacenamiento de energía se canaliza en uno o más tanques de almacenamiento de alta presión donde el aire comprimido se puede El almacenamiento de comprimido permite que la energía derivada del viento sea almacenada durante un períodc de Almacenando la energía de este el a re comprimido se puede liberar y por expansores en el momento como cua dt los vientos son leves o en ausencia de durante períodos de demanda p El aire liberado y expandido entonces puede impulsar un generador de manera que la energía derivada del viento se pueda usar para generar la potencia eléctrica en la medida de lo en otras cuando verdaderamente se necesite la cual puede c no puede con el momento durante el cual el está La presente invención contempla también la incorporación de propiedades mejoradoras de la eficacia a los tanques de almacenam Por la presente invención mente incorpora uno o más dispositivos de ca en que se pueden colocar en la parte superior y centre tanques de Estos pueden ayudar a generar calor y presión adicional a absorber el calor para r el y cede es a través de los r ales el expansión se congele La presente usar una del calor el del desecho del y la potencia de r f proporcionar el a f ce ar a c y la presión d a e en el t nque a e El er de la creencia a la potencia térmica y 1 a potencia ie 1 fósiles ref er se distribuye a tanques de vía un í o que por 1 a t er í a delgada que se extiende r r dichos tanques de a 1 ma c También se 1 e ros medies de suministro de el de es ?1 presente sistema interne 1 a ere el frío r la expansión del aire me c que sale del e r se ruede usar también es en otras e al durante el verane r servicios de aire el de la presente comprende re í e r e una a e de como para negar e granea pe rende la potencia del viento se puede dividir e dedicar simultáneamente la uso a su a z en adelante En tal la convierte del eje del venerar 1 e el ar un compresor me a uno o más cauques de La prcp entre la cantidad de la energía que se dedica para el us y aquella puede ser cambiada realizando rt s ustes 1 us do embragues y s 1 zados en la es que la apropiada de energía de cada clase pueda ser suministrada e en cualquier los engranajes se pueden finar para que se genere menos energía destinada al inmediato que almacenamiento lo puede ser la demanda ene raí a es a y la d de viere es e r la estación pu también p ara que la proporción sea la en otras más energía para el uso edi te que el 1 o cual puede ser ve t en situaciones donde la demanda de energía es alta la d de es Esto permite p 1 e 1 estación híbrida a una aplicación para permitir que el sistema proporcione la cantidad apropiada de energía destinada al uso o dependiendo de la dis de emento y la demanda de í r la est a rida se puede usar con las estaciones inmediato y a ent e de descriólas riormente al efecto i i señar granjas de viente g de una manera más flexenle y por p ce modo que t el ser person a una aplicación dada con necesidades y caracterís icas Eso usar una combinación de los tres de de viento puede permitir que un sistema esté más adaptado a las necesidades y variaciones en la 1 dad de vient y demanda de energía para un área dad Los patrones del viento en cualquier área dada del país pueden cambiar de vez en en otras de una estación a de un mes a o o aún día a u hora a Al sirvo modelos de demanda de la energía ara u ubicación dada pueden permanecer relativamente constantes en el o pueden pero en la mayoría de los de una manera con los cambios de la disponibilidad de Es es mucho probable que en momentos durante un año haya una completa discordancia entre la disponibilidad de viento y la demanda de en otras cuando la demanda es alta y el suministro es y cuando el suministro es alto y la demanda es A este la presente invención contempla que estos temas sean tenidos en cuenta al diseñar el sistema aplicable de granja de de modo que un número apreciado de cada de la estación molino de viento se pueda instalar para que la energía a ser suministrada y conver en energía eléctrica se pueda proporcionar de manera e a pesar de cualquier incompa ibilidad entre la oferta y La presente invención contempla que la selección de un número apropiado de estaciones molinos de viento de cada tipo implicará un estudio de modelos de de viento a avés de 1 en una granja dada de así como también o es de demanda de v ciclos presentes en 5e a ae peores por temporadas o meses peores cuando la oferta y demanda la mayor al escoger el el ya que para que el sistema trabaje por lo estar diseñado para un suministro de energía durante los mayor discordancia Usar las estaciones híbridas en combinación con las estaciones de uso inmediato y almacenamiento de energía ta que una porción de las estaciones cambie de un t al en ras de inmediato a a 1 z de y y la proporción en s puede ser útil en situaciones donde el peor r s 1 c ocurre meses al mientras que durante resto del la de viento y pe de demanda de energía pueden seguir modelo mucho rda te En tal el sistema completo puede quedar diseñado de manera que resulte excesivo para el resto del La invención contem que el sistema se puede llevar máxime la cantidad de la energía se derivar de la energía teniendo en cuenta cu y viento disponible en un momento y y energía es solicitada en un momento de que sistema se pueda coordinar y pueda ser operado para prq ar segura y nt e la energía continua e p i da a ubicaciones s de la red a menudo es difícil de predecir y cuánto viento y la extensión de los de la procura usar dat seguros como medios de calcular en otras referidos al suministro viento y la demanda de y usar esos como medios utilización de un proceso iterativo crear un cisterna q pueda ser aplicado a cualquier el año de factores de eficiencia que r m son tenidos en a relacionan al costo t de el es deseable usar los la y a p a r proponer el número instalar r satisfacer las das de energía sobre el sistema un momento dado Esto implicaría determinar cuántas estaciones deten ser dedicadas al uso y ai do y cuántas a o ñí asegurar que el e v e ot várente a La Fiqura 1 ilustra un de ae un sistema a a la veneración a r a a ae un a destinado a almacenar energía en un energía por comprimí La Figura 3 ilustra un esquemático de los o mr d tanque de del sistema La Figura 4 ilustra un diagrama de o de un sistema a ie viento de eje horizontal híbrido para generar nada al uso inmediato y almacenar energía 5 La Figura 5 ilustra un de viento para una hipotética durante la estación La Figura 6 ilustra un de viento para una ubicación hipotética durante la estación LA 7 ilustra un grá t d de viento lo la ía hipotética correspondiente a un día promedio durante la estación La Figura 8 ilustra un gráfico de historia de viento para la ubicació hipotética a un día remedí z luíante la estación s l La ra ilustra un gráfico de la histeria de demanda la misma fc hipotética que muestra la de la energía correspondien e a les días de mucho viento y menos ventosos La Figura 1C ilustra un que compara la curva de demanda de energía y la curva de d de poder de para la misma ubicación hipotética durante la La 11 ilustra un gráfico que compara la curva de a energía y la curva de disponibilidad de poder de la misma hipotética durante la La gura 12 ilustra un gráfico que indica la cantidad de í A de reserva que permanece en un tanque de retétiec un día durante la de mucho viento usando el sistema de presente con un factor de discordancia de la forma de de aproximadamente La Figura 13 ilustra un gráfico que indica la cantidad 5 de energía de reserva que permanece en un tanque de almacenaje hipotético para el mismo día durante la temporada de mu viente usando el sistema de la presente con un factor de discordancia de la forma de onda de aproximadamente La Figura 14 ilustra un que indica la cantidad de energía de reserva que permanece en un tanque de almacenaje hipotético para el día durante la temporada viento usando el sistema de la presente con un factor ce de la forma de onda de aproximadamente 1 La Figura 15 ilustra un gráfico que indica la cantidad de energía de reserva que permanece en un tanque de almacenaje hipotético para el mismo día durante la temporada de mucho viento usando el sistema de la presente con un factor de discordancia de la forma de de aproximadamente La Figura ilustra un gráfico que indica la cantidad de energía de reserva que permanece en un tanque de almacenaje hipotético para el mismo día durante la temporada 5 ventosa de acuerdo a la Figura 13 donde el sistema posee de calentamiento y un quemador y La Figura 17 ilustra un gráfico que indica la cantidad de energía de reserva que permanece en un tanque de almacenaje hipotético para el mismo día durante la temporada a 1 e 1 carece de dispositivo de posee un dispositivo detallada de la e se para generar a varios y me raaos que para aumentar las en oí y la dad de a de los sistemas de y l a de la energía por el al o procoro un ro continuo e de a a i cn remota de e éo s e le 1 a presente se diseña para permitir que los usuarios que no tienen a red eléctrica existente confíen n la e para suministrar 1 o t r i o a de mane r continua e e rru pi da a pesar de on s antes v a 1 ment crevi s íbles de aca a invención comprende s ie estaciones molinos ue tiene una turbina e el poder mecánico ene a generador eléctrico estaciones e una turbina de a mecánico en energía se almacena en a i ma o de energí y un s c de los primeros sola estación que la capacidad de convertir mecánico en energía eléctrica para uso y en sistema de la á diseñado para usar c más de los tres de estaciones molinos inscritas anteriormente de modo que una porción de enera eólica pueda dedicarse al uso inmediato y otra La presente invención contempla pequeña de e cara un U a cada uno de los estaciones molí nts está seauida ipción que indica l s U La Figura 1 ilustra un de esquemático de una estación de uso esquema muestra cómo el un molino de es suministrada monn s ven na para o re a r la presente invención contempla que cada est de uso una torre de molino de viento con una turbina ce e horizontal en La torre se eri e para posicionar la turbina de viento a una altura da de z es a e hacia el cara llevar al el área de así como también la eficiencia de conversión de la energía eólica de la Una turbina de aquellas fabricadas por varios fabricantes puede ser instalada a la cabeza de la con las palas del molino de viento o ventiladores posicicnados alrededor de un eje g ratcr c r zontalmente a una a a de engranajes y un eléctrico se preferiblemente en la base del molino de viento de modo que el poder giratorio mecánico del eje pueda accionar directamente el generador para producir la energía Localizando el generador eléctrico directamente en el eje vía caja de el puede ser eficientemente en energía La energía eléctrica entonces se puede transmitir desde la torre vía un línea de que puede ser conectada a otras líneas c cables que suministren la energía de la estación de uso inmediato al La presente invención contempla que las estaciones de uso inmediato sean usadas en conexión con a otras estaciones de viento que sean capaces de almacenar la energía del para su uso posterior tal con más detalles en Esto es según se ha el viento es generalmente inconstante e y por lo el de tener sólo las estaciones de uso inmediato no permitirá que el sistema pueda ser usado de una manera e por ejemplo cuando ios vientos sean leves o ausencia de los Por la presente invención contempla que las aplicaciones de donde de las es a adicionales de ntc de energía se que instalar también y e ser usadas de un d agrama de esquemá de viento de almacenamiento de i comprende pre eriblemente una torre ce de viente una turbina de viento de conforme se ha excuest con respecto a las i i de viento al z ce la del hacia el viento a se extiende a de para transmitir la a del diseño en esta a e r v d vien es extraída de 1 a r re del de viento de e e c i a a ra es se localiza ae en la base Q c e horizontal a un eje e i ende descendente por la torre ase ce la hay p e me t diseñada para transferir el movimien del vertical a otro z o aue entonces es rio mecánico de la o en la cabeza de rre por lo dc hacia ce y puede ser r e vía a motor energía por aire o a tanques cebamiento de alta izados en el suelo cada almacenamiento de de del viento que se puede almacenar para el uso c durante períodos de eves o en ausencia de a r el de ara convertí a en ha junto con una estaciones de al de de almacenamien de del sistema de para almacenar y a p en el tanque de e almacenamiento de s iis para resistir las bles de los y se rara las temperaturas existentes en el tanqc tan se localizan rc as estaciones de que el aire puede ser transmitido a los tanques sin pérdidas as de Aunque la presente invención contemple que se pueden usar tanques de el sistema contempla que el tamaño de tanques se debe basar en cálculos que relacionan con Por según se el tamaño de los tanques de almacenamiento puede der e del numere y la de estaciones de y almacenamiento a 1 adas así como también lo de otros tal el y capacidad de las turbinas de viento la capacidad de los compresores la dis de la extensión la demanda de la El tamaño p d arque usado en s de la presente s basa en una capacidad preferida de 600 Los tanques de almacenamiento se fabrican en unidades de en el diámetro y 60 pies largos para adaptarse al transporte por ruta o e contempla que cualquiera de los muchos medios para convertir el aire comprimido en ri a se pueden ?? la realización o más s se usan para liberar el m de los tanques d almacenamiento a de crear una corriente de aire de alta velocidad que se puede 25 usar para un de energía Esta entonces se puede usar para suplementar la s m por las estaciones de uso se necesita la energía el manques de almacenamiento sea liberado por los Tal lo ilustra la Figura los prefe iblemente ran energía a un que está a un conversor de CA en seguido un inversor de CC en ? y un acondicionador para concordar las impedancias para los circuitos de los La 3 ilustra detalles de componentes del tanque de almacenaje al cual se conectan las estaciones de almacenamiento de En la realización preferiblemente se proporciona uno c en más medios para generar y proveer calor al aire comprimido almacenado en los presente invención contempla usar por lo menos diferentes de de calentamiento como medies t oporcic ar calor al aire comprimido dentro de ios tanques altos de la que incluyen los colectores térmicos solares para utilizar la energía del 2 los selectores del calor del desecho para circular el caler de desecho engendrado1 por el a los tanques de I y 3 u a unidad separada que tal como un quemador de combustible para introducir el calor a los tanques de almacéname La invención contempla también usar otros métodos de proporcionar calor al Les m a través de ios cuales les varios colectores sen distribuidos ai comprimido en los tanques comprenden e un área de superficie grande de tubería de pared se extiende los La tubería comprende e aproximadamente 1 del área total dentro de a 1 t preferiblemente un líquido e que puede ser calentado por los colectores y distribuido por la torería del interior del de la berí a de pared delgada actúa 5 e ador del que f parte del sistema de Los tanques de están f e por una para prevenir la p rdida calor La temperatura aumentada dentro del tanque de almacenaje varias F se descubierto que real 1 t y por lo t ando la emperatura comprimido en los nques más grande de 5 se ruede generar en tanques de almacenamiento del t Segunde la temperatura aire en t la p dentro del tanque se p a con le p u e lograrse una per el calef accionar el 1 ayuda a evitar el que de otro o de r causado por del en el un de c a e la temperatura del d del a 1 cansar los niveles con el vapor de agua y el 5 dióxido de carbono dentro del t ar ue pueden congelarse y reducir la eficiencia del La presente invención es preferiblemente capaz oie mantener la temperatura d r v un nivel p a mantener la c So se desea también es cesible adicionales de calentamiento de las 1 a presente p r en e aprovecha 1 venerado p el r el re í r í ser rec de al el el enfriado de descarte 1 se pu de usar cara prepósitos de reí n y a re ae o d e p r ejemplo durante un 1 v d 10 El sistema también comprende un sistema del control para controlar la operación del tanque de el las unidades de componentes de la El i t e está diseñado para ser er el n ve 1 de r comprimido en l ue un nivel el flujo de aire comprimido nacía y fuera del tanque de Los controles se usan también para con ro ar y operar los i er i a dores del caler que sen empleados a de ayudar 1 la temperatura e en el Los nt r an cuál am r de deberá ser a en 1 y calor ellos deben e El sistema del tiene pre eriblemente un e eesador que es ma cara que el sistema erar aut e que se rovee un rado de energía eléctrica a fin de generar oda te directamente no hay el sistema de control habilita preferiblemente al usuario a determinar cuando se usa la energía aire comprimido y cuando se usa el generador de energía La presente invención contempla que puede desarrollarse e instalarse un sistema general que comprenda estaciones de inmediato y de almacenamiento de En tal dependiendo de las demandas colocadas en el sistema por el área del uso preferentemente se provee un número predeterm ado de estaciones de uso inmediato y un número predeterminado de estaciones de almacenamiento de permite que el sistema de la presente sea personalizado y en de varíes En aplicaciones por se puede instalar y coordinar un número múltiple de estaciones molinos de que pueden ser para proporcionar los resultados deseados Estaciones Híbridas La Figura 4 ilustra una estación La estación una estación mo o de viento simple que ciertos elementes de las estaciones de uso inmediato y de almacenamiento con un mecanismo divisor de la potencia mecánica que posibilita prorratear la energía eólica entre energía para inmediato y energía de almacenamiento de acuerde a las necesidades del las dos estaciones arriba preferiblemente se erige una torre convencional de molino de viento con una turbina de viento de horizontal convencional localizada en la La turbina de viento I o referiblemente e e que 1 a i idad de el poder mecánico a los conver estación de de la h ib est á adaptada a que la eólica da i 1 a Cení se ilustra es e en la la turbina de viento tiene e giratorio de conectado a una crinera a de engránales localizada en la base del molino de donde el movimiento Giratorio del eje 7 e ve t que extiende en o tendente r r t re 1 to re una segunda a de engránales diseñada cara t el del a 15 ot o e zontai localizado En este ilustra la Figura se un s r de potencia mecánica El diviso se desc á con detalle en está ara dividir el giratorio mecánico del eje 2o más de que cantidad apropiada de 1 pueda ser t da al convertidor se pu ust mandar la potencia a a r eléctrico para uso a un compresor a e a os en r d del divisor la estación híbrida e un o conexión mecánica a un r ot ro una conexión o a cr Cuándo r mecánico es pasado al do r co el giratorio d eje más o es transmitido generador vía Esto habilita al generador ir y e í o el poder á energía que es transmitida al u r cuando el divisor mecánico es pasado al el poder giratorio mecánico del más es directamente a un el aima o de energía aire en un tanque de a e de alta presión Esta n la es preferiblemente 1 es de la estación a de energía en i en que el poder mecánico engendrado por la r i por et ser o ectamente r a i r d v do en tanques de alta desde donde la gí a se puede liberar en el vía uno o turboexpansores la realización un tanque de almacenaje de alta presión se a a en a la estación del o i a el tanque para su versión ae es sólo una sola estación de viento se a un área Este ristra a una sola casa t de almacenaje usado para almacenar la energía modo de almacenamiento de ene conforme se las estaciones híbridas pueden también incorporarse a una granja de viento e instaladas junto con las otras estaciones para uso inmediato y también para almacenamiento de En tal compresor en cada es híbrida puede ser a tanques de centralmente de modo que una pluralidad de estaciones puedan alimentar comprimido a un solo De el sistema se puede diseñar para que las estaciones híbridas y las estaciones de almacenamiento de energía puedan alimentar a comprimido a un de o a varios según el Los detalles de los componentes del tanque de almacenaje mostrados en la Figura 3 preferiblemente se incorporan a la estació híbrida Por o más de los tres tipos de sistemas de calefacción descritos anteriormente pueden ser a calentar el en el nque de o ven res n El tanque de se puede adaptar de calor para distribuir el calor dentro del en otras mediante una tubería de pared delgada que corre por el interior del También se puede proveer un quemador adicional de de poder adaptado para dividir la r en a para uso inmediato y r a destinada a almacenamien preferentemente e engranajes y embragues de modo que la a pueda ser directamente a los es y dividirla ya sea c et imen o de modo que op en ?? 1 a realización el divisor mecánico un engranaje grande conectado ai eje de horizontal inferior que se extiende desde la case de 1 a en la nación con engranajes adicionales de impulsión capaces de emoragar y engranar con el engranaje Un primer embrague controla mente los engranajes de impulsión y los habilita a de una primer posición la que embragan y n el eng e grande y u segunda posición en la cual de engrana con el en e Z esta mediante la operación del p un apro de engranajes de puede embragar y engranar el engranaje de la distribución deseada d poder mecánico del e e de más a los s de en una puede haber un g an y cinco engranajes adicionales de y puede que r embrague se pueda usar ar el engranaje grande de manera que en cualquier con de engran es de De esta rimer e puede rol ar cuántos de los de impulsión deberán ser act y por lo tanto r o r el eje nf er r para determinar la poder al componente r de enerada arreciado del los es de con el engranaje de será de un quinto c del mecá a los c orive rt dores de Al t rer si solamen tres de los engranajes adicionales de engranan el e entonces un t e r o i del poder mecánico engendrado por el molino de z s á transmitido a los de Si dos es de impulsión engranan el uno irá la mitad de la potencia El v st r mecánico de la invención contempla un segundo se roporcionado para de los es adicionales de impulsión a ser al ador genera la energía para uso o el compresor de aire 15 a 1 a energía por para us 1 segunde por tan el poder engrana e cualquiera de los s ales de impu puede ser dirigido al electrice o al 2 Esto permite que la potencia mecánica suministrada por est lone viento se r y prorrateada s c y a de un modo ust a 1 dad del distribuida a cada del convertidor de la energía puede depender de 25 cuántos engranajes adicionales ce con el y a cuál o de energía cada re impulsión se r aquellos a generar n la energía para y aq a compresor generaran la energía para el almacenamien e lo se puede ver que ajustando 1 au s y los engranajes de 5 la medida en que la energía es dedicada para inmediato y almacenamien puede ser ajustada y c Por e si se desea ue del poder m c sea distribuido a energía el uso y del mecánico sea distribuido a energía para el primer embrague se usar para hacer n engrana es o n a 1 es de engranen con el en mientras ai mismo el segundo se puede usar para hacer que dos de ios cinco impulsión cada de 1 s cuales provee el 1 a p o en se conecten al generador y ores de los cada uno proporciona o 3 de la en se conecten al De este el divisor mecánico puede y distribuir la potencia mecánica entre uso inmediato y a una re de te na d a de e t mp se desea e 1 mecánico sea d en tercio al uso inmediato y dos tercios ai alma de el primer embrague se puede usar para h sólo que tres de los es de con el engranaje n segundo embrague se usar para hacer une de de engranado conecte ai generador e ras que otros de impulsión se conectarán al Ze a la t i a mecánica de turbina de viento se puede distribuir bajo una relación de un tercio a dos en otras entre energía ara uso inmediato y para respect El sistema de la presente contempla que cualquier número de es adicionales de impulsión se puede proporcionar para variar la medida en que se puede dividir la potencia Se que tener cinco es adicionales de impulsión proporciona suficiente flexibilidad para permitir que la estación híbrida sea dúctil la mayoría de las Con cinco engranajes de las siguientes relaciones se pueden proporcionar y Usando los embragues en el divisor de potencia la estación híbrida se puede ajustar en diferentes momentos del año para suministrar una relación diferente de potencia entre u inmediato y almacenamien de Según se dependiendo de la demanda de p der e historias de disponibil de se contempla que diferentes relaciones pueden ser necesarias al efecto de proporcionar una cantidad adecuada de potencia al particul rmente en las situaciones donde requisitos de demanda de energía constantes de manera e a pesar de patrones inconstantes e imprevisibles de cuando las estaciones híbridas se usan en n una granea grande de el divisor mecánico puede ser usado para alternar completamente la potencia e re inmediato y de en z t ras pal se puede proporcionar de energía para el o para de p ara el l s n 1 Esto puede ser h c sólo de es de r el usando el primer embr y el engrana j e d conectado al r el l eo del segundo se permite diseñar e instalar el ema de la presente de una a eficaz desde el punto vista los costes i exp c n a cen pasos que s to an p ef le e a a cómo coordinar os de estaciones ce viento descriptos para incluyendo la determinación de si a c es para tener el sistema y Tal ón comprende aeneralment e un análisis de cesto versos y un estudio de eficiencia de tome en consideración la del vien en cualquier momento y per durante el de un y las 1 as 1 e se 1 al en esa y se denomina viente para una n Estos rpresentan los e de las asirles de ep ían suceder en una o as r aunque hay e cua a sólo dos gráficos para dos de las c son prepósitos Estas dos este e dos casos ex el año hipotético En un estudio v gráficos para cuat m o para todos 1 del serían s ra 1 estes gráficos r el número de veces eme alcanza a cridad a t 1 3 1 g día sobre el curso de período de tres una es Las historias d n se diseñan para de e t ac ca de la cantidad disponible alguna día de una temporada a representar del viento ra ? ene objeto recrías de ve 1 la estación realizarse múltiples de rr otras para cada p la temperada o de número promedio de i varíes momentos se para ayudar a formular una por el año que puede estar basada en los me res y peores escenarios presentados por los La 5 ilustra que durante la estación ventosa el 5 número de ocurrencias para cualquier medición de velocidad riel viento particular durante un período de 24 fue aproximadamente que se produjeron cuando la velocidad viento alcanzó a 30 por Expresado de una manera durante un día o promedie de la temperada de el viento sopló aproximadamente a 30 pies por segundo más a menudo que a cualquier etra en otras para un tiempo en aproximadamente 2 horas y media ocurrencias mu p e d por intervalos de sen igual a 156 minutos 1 ra manera rie mirar est e es que el viento soplaba a un de aproximadamente 30 pies segundo durante un promedie de aproximadamente 52 rie las 480 mediciones du e el en la Figura demuestra que la 1 viento era inferior a 11 pies por segundo en aproximadamen 23 ocurrencias promedie durante la temporada de mucho lo cual significa que estaba por deba o de esa velocidad durante aproximadamente un estimado de 1 hora y 1 en otras 23 ocurrencias multiplicadas de 3 igual g r que la velocidad del viento fue superior a pies segundo para un de aproximadamente 8 lo cual significa que superó esa velocidad durante eximadament un estimado de minutos otras intervalos de 3 os de turbinas rueden predecir la que las de viente estarían y funcionales di para producir la se s as de viento están diseñadas erar sólo cuando la y a y se r la estarán operativas y una mitad 1 abras o igual a 93 de ce horas rdando la s rea de la turbina y desempeñe de 1 Rho Densidad de ba a de viento engendrada es velocidad del donde las 5 dentro rango ad de nudo y 75 por total de o que se pueda directa de la v se para a de ciertos rangos de velocidad elevad Esto puede ser el resaltado del s palas de los i i nos velocidades superio es to Por turbinas de ove funcionar de por poder de viento en la energía eólica á igual ai poder enaradc en ás ca a dentro de ese cor Por e y 75 por r i ca generada per la se a a generada la sea de de se do la un tal 75 el debido a velocidades de o Por la cantidad total de que puede ser cierto de debe to ar estos tactores a 6 ilustra que la temporada menos ventosa el número de ocurren para cualquier de velocidad del viento específica durante un d 24 horas e de m lo cual i la d aloanzó cerca de 26 Expresado durante la el o sopló aproximadamente a 26 por más a menudo que a otra en para una cantonad total de estimada n ap x damente dos o correncias por intervalos de 3 minutos igual a minutos Otra manera de mirar esto es que el viento sopló aproximadamente a 26 por segundo durante un promedio de aproximadamente 40 de las to adas durante el en la Figura también demuestra que la d viento era r por segundo sólo x 5 un día lo cual era inferior a esa para un promedio aproximadamente 15 en otras 5 as por intervalos de 3 minutos igual a 1 el muestra que la velocidad de 1 nunca fue supe a segundo en otras ocurrencias intervalos de 3 este usando las mismas turbinas de viento descritas se pueden predecir durante cualquier día da de temperada las turbinas de viente operarían durante un de aproximadamente 15 minutes y operarían durante un promedio de veintitrés horas y 45 minutos todos los Según se ha gráficos pueden predecir la cantidad de tiempo que las turbinas de viento serían capaces de funcionar y operar para producir energía durante un día así también cuánta energía pueden Uno puede ver generalmente a partir de ios gráficos que la curva e la Figura es más escarpada y más estrecha pero a general que aquella ce 1 a Figura Esto indica que las ve Deidades del viente durante la estación menos ventosa ne son tan sino m s previsibles y constantes que durante la temperada de mucho viento para este sitio dado que estes gráficos ilustran los promed un período de es necesario considerar que las ocurrencias verdaderas sobre el período de tiempo expresade pueden variar A este se debe notar que les de viento para las velocidades de viento típicamente son descritos ad t e a avés de la de Los abr c de turbinas de viente usado la asociación de la de con el parámetro de de aunque hay en donde el parámetro de anchura ha alcanzado un valor de Así estos dos valores se han para esta técnica hipotética de de e r las de Viente de ras 5 y 6 Factor ae Forma y 2 respec Velocidad Típica de 40 y 5 y V ce Mínima de 2 p i es a te es saber cuán s certas velocidades de viento ocurren durante el es reyertante saber cuando las distintas velocidades de durante día en ctras en z que puedan ser con los períodos de que ocurren también algún día A las Figuras ilustran las que ocurren promedie durante horas a i del para las temporadas particulares que en etras la Figura ilustra el promedio de de temadas sobre una estación ventosa que 1 Figura 3 ilustra el promedio de una compilación de tomadas sobre una estación menos ventosa Fu un análisis según se será más apropiado tomar mediciones y producir un separado para cada día de cada a y e a información para 7 ilustra que d les meses de mucho viento la velocidad del viento de peco ocurrió en promedio a rededor de las de la mientras la ve dad í viento típicamente aproximadamente al d i a 1 se serva en de del ve d viere e típicamente a aenerarse aerarte las as de alcanzando an a caída casi asta una rededor del La ve del viento entonces subió a un nivel de 40 por u algunas uc t uac z ne s ev t que ap d ? y por en durante otras en re e las y 1 cual ó una caí a ar r madament e 10 costante esta cara de mucho temoorada curva seme ilust que durante los v z ocurrió en e en la velocidad en p e re e a la ?? este i as no as de la mañana aparecieron turbulentas con aparecí an cada s t e p 1 de la velocidad una ascensión constante a dad del c rca del cuando vien alcanzó de aproximadamente 50 la del s en e y con pocas de esta st de la velocidad del viento es la cantidad significativa de turbulencia durante las horas tempranas de la y la falta de turbulencia durante el resto del mientras esta curva muestra un promedio para la temporada menos un gráfico típico para un solo día mostrará una curva Estos demuestran que hay diferencias en la disponibilidad de viento durante cualquier momento dado de un día y que has diferencias entre En un análisis los datos de todas las estaciones o períodos sobre una base diaria necesitarán ser factor a considerar es la demanda de energía en la ubicación cada a atender a través del sistema de generación y de energía eólica de la Esto puede lograrse midiendo la cantidad de la energía usada por unidad de en el área a ser y trazando las mediciones un promedio para cualquier día Esto es lo que se representa en la Figura que muestra la curva de demanda de la energía en la ubicación A efectos de este y atendiendo a una mayor se asumirá que la curva de demanda será la misma en las estaciones ventosa y menos no obstante en la las curvas podrán ser distintas de un período al s guíent este el período de demanda de energía se rica durante el mediodía cuando ios acondicionadores de aire durante el verano y las estufas durante el invierno seguramente están Las Figuras 10 y 11 muestran cuán diferentes o cuán semejantes las curvas de de viento y demanda de a pueden ser para ur i c a dada durante cual uier La Figura 10 representa la de mucho viento e incorpora una curva de la histor ce potencia de viento casada de la historia de la del viento de la ip 1 cando la del v por la i r u i a del y la curva de demanda de de la Figura La c rva de potencia del a es es a t en a la forma a la curva de la velocidad del viente la potencia del vi es al cuco de 1 a v le del En e c s asumieren una cí y el área de de v y las dos curvas se seperpus esencialmente de manera aleatoria para indicar las f e entre las Fu e tanto el demanda el período de menor u sp e uad de viente e el en ceras a al mediodía Esto demuestra que el mediodía una tremenda entre el re de energía y la demanda de que debe ser d a al diseñar n s i ema de uso y ene a i v Ve raa der e e rr odí cuando la dema es la del viente se ubica constantemente per debaio de los 1C pies por con lo cual no se peoría disponer de energía use almacenamient era 11 representa la r menos ven e r rva de de p a de vierte basada l h s r r r a de 1 d ene e de Figura c ve viento por la fórmula anterior de potencia del y la curva de la de energía de la Figura la curva de e l este es semejante en la a 1 curva de porque la 1 o es a 1 de la d l este se asumieron una constante hipotética y el tamaño de área de la turbina de las dos curvas se de para indicar las di f entre las e e a re del las í de las dos El período and que dur 1 ce incide el pe í de de viento en Este muestra se od un e e entre la oferta y demanda curante este período del Per etro se puede v que completa es también más pequeña durante esta indicando que la dad toral de viento es menté r curante v r a r en as y 11 ayudan a 1 que c entre las curvas y diferir vamente de una temporada a Según se s recesar r de las varias rara a los peores el de 1 ar un sistema que el que no es práctico cuitar mimos d cada ca cio de la presente invención la selección de una solución que será rentable y eficiente desde el punto de vista de 1 a basada en los peores escenarios que quizás existan en cualquier ubicación coordinándose y la solución en la medida de lo necesario durante el r c o lar un Sistema Personalizado Los casos que se iblemente para diseñar un sistema personalizado son los Primero pre erentemente se obtiene información diaria las estaciones del año recolección de 1 n f 1 n puede ser dividida o cualquier otro tal co o cada des cada seis dependiendo de cuán variadas pueden ser las Cuando las historias no sufren grandes puede ser posible seguir períodos más largos y menos tal como de Cuando las historias s mucho más puede ser más deseable períodos más cortos más por ejemplo En el es conveniente reunir información por rada día de cada estación o el período para la ubicación en Por e el año se divide en cuatro t adas o en cuatro períodos de sería deseable reunir infirmación de la ubicación deseada con respecto a día de esa de manera que los cálculos que crien la ubicación se pueden repetir 90 veces para datos necesarios correspondientes a esa rada a as historias diarias de las temporadas o ?1 trazar a r r a curva re más del horas de tres narra de velocidad de se aplica una de e b u estadística a de de v iad del según va riel viento acer la función y a re historia del viento de z zx histograma n e a ue s en las de del se t en potencia de viento la velocidad del viente aplicable v n 1 v a I v r o Histerias ae usuarios para la locación a las de demanda o necesa para a que preferentemente ve z a de r h 3 cada temporada o ea la de de demanda diaria crea la cantidad del energía en kilovatios que serían necesaria por el área de ese El 1 a 9 ilustra el a remedí z hay una demanda d La cantidad total de a necesaria durante el en se puede e usando la c de 1 a historia de la demanda ot a endida sobre un de por de la de s ei de 24 r re e el volumen del tanque de ilmace antes de una determinación final a de provee a r se sobre la cual se icen método que ha ue utilidad para est t maño del tanque es el necesario z a aproximadamente de demanda diaria para la a temporada de a temperada de mayor curvas anteriormente la demanda de ante rada o período de mayor la capacidad n se es a a v una er se puede estimar del seño el t debe tener de lo t és de múltiples e métcde Lelemente escoger la s se debe Esto se logra consideración las 3 del a orte por vel según se ha ta po encia total de la de factor que r se turbina de 1 as historias diste ci para la es ncordancia entre las velocidades promedio del de velocidad l 1 a rbina en r si la ve i viento se rnente encima por no sería eficiente escoger una c de viento que opere más e a una ve loe el viento inferior a 35 íes r v rosea salida de potencia p es por Tal 1 de la potencia ve ciad a 35 por a a del viento es e r e 2 no sería más lar una de viento capaz de generar potencia con mayor eficacia a de viento que excedan los pies por escoger turbina de vient el método contempla que se deben comparar los tipos diferentes de turbinas de viento y sus de luego de lo cual debe hacerse una determinación basándose en las historias de viento a estudiar para esa ubicación No obstante el método de la presente no excluye la posibilidad de instalar ti os diferentes de turbinas de en una sola aplicación para temporadas diferentes manera que un tipo de turbina de viento se pueda operar durante a temporada y otro pueda ser operado durante temporada con el objeto mostrar cómo el sistema es coordinado e se asumirá que sólo un de turbina de viento se instalará para todo el s el método contempla la comparación de las historias ce demanda de energía y de potencia de diarias para cada estación o período que se analizarán a los efectos de determinar la cantidad de energía necesaria y cuántos de viento de cada se t nd que instalar para satis los peores escenarios quier momento un punto de es notar que en el ejemplo anterior la peor entre la oferta y demanda de energía se produce durante la temporada de mucho no la temporada menos Por otro mej r escenario desde el punto vista de una se produce en la temporada en en otras f de ondas de las I curvas cierta y demanda s Por rc al desarrollar el la mayor atención ede sobre la estación más dado que el probabi e controle el diseño del sistema let costante con otras estaciones o e í c d os el análisis preferen se concentra sobre la estación o período antes de las otras La inicial consiste en de el área de de todos de vierto a ser basándose en la disponibilidad de ene a y las curvas de dem a e de que el número total de molinos necesite instalarse rueda ser se cede determinar también cuántas estaciones de uso y cuántas estaciones de cenamiento de energía en coras na basada El de intersección que se puede usar para cuántos molinos de o es asándose el área de superficie de palas del molino de puede ser es gene ent en base a la fórmula Area X donde X es un en cuenta las di de las formas de onda en un día dado y ayuda a determinar el número óptimo de de a es la demanda de potencia o r período en es l o para una turbina es G r s es fórmula asume ambién crue 1 C i 1 hp 550 C a un día durante la r el X selección del factor X dade que estimación c nco dantes o aumentar para generar ae c de la lo es era usarse un factor X para calcular el área r más ce en las puede ser o aún dado la mayor parte y aún toda potencia necesaria podría venerada por las de se Dado ue las estaciones de uso inmediato s menos costosas de instalar y más energé que las estaciones de almacenamiento de sería muy rentable hacer No un análisis tendría que tener en cuenta todavía todos los días de cada temporada o el y los peores escenarios diarios y promedios esas temporadas o antes de poder desarrollar una solución la incompatibilidad entre las curvas de oferta y demanda del peor escenario es el factor X inicial debe se aproximadamente entre y Otra el hecho que la cantidad está más cerca de o puede depender de varios incluyendo cuánto viento está verdaderamente otro si la es el factor X inicial debe ser de aproximadamente la es aún más el factor X inicial podría ascender a aproximadamente aunque en este es probable que el factor X sea demasiado alto para un sistema diseñado en una manera eficiente y se recomienda que el factor X inicial no supere apr aunque la at r dad sea de manera que puedan emplearse medios más exactos de del sistema al efecto de realizar los ajustes factor adicional que debe ser tenido en cuenta en este punto es la contribución de energía que puede hacer la energía así como también las otras fuentes de se uno de 1 sistemas de calentamiento usados r r 1 a de ía i de 1 a en otras calentar el comprimido en los tanques de Por en un estudio la de energía selar durante un día i esa otro factor que ede en c a es la que puede hacer el eficiencia y dis completa de la en Per el grá de historia solar que indica que durante la erad mucho nt hay r suficiente y disponible durante el para aumentar la s ida de energía del tanque de el X a ser a a d o puede ser Es curvas de cierra y demanda energía no estén v o das durante ese hay energía solar disponible durante el en otras ruando el puede estar menos o cuando la diferencia la oferta y demanda d a niveles eme debe tomar en estes la selección de factor X inicial en cuenta la existencia de a s suficiente durante el mediodía para componer p a r a o b i da d que ocurre en ese Es aerando el c e este jemplo es 1 y las de se n r dad de viento v i de e demuest an 1 a r discordancia durante el quizás se c al que el factor X debe ser más cercano a dado que el solar se logre en d puede se u determinación a educiéndose en el c X a a d e b las razones a ores es probable que el de para una concordante pueda ser reducido aproximadamente a que durante el peor escenario de de z candemente se alcance la m situación posible n la de Basándose en la f c r y un X de con la de energía du n el período en cuestión de área de interseco 1 total necesaria para el t se puede estimar mente aproximadamente 11 este y las 1 i de fabricación las turbinas de viento q de er án ser se p ue den est cuántos molinos de en total se necesitar para suministrar energía continua e 1 nt er rump 1 e durante los días y más d una qu el área t a 1 1 ón se p a a la potencia total necesaria para satisfacer la 1 tal puede ser dividida por la capacidad por unidad de viento de establecer el ado de t urbinas t que se instalar en todo 1 o r se asume que cada turbina de p ee un poco más de cuadrados de área de el diseño comenzar con la suposición de que aproximadamente de turbinas totales de en total serán necesarias para suministrar el poder para el sistema Una vez que el total de estaciones molinos de 5 viento a ser instaladas es el próximo paso deberá determinar cuántas deben ser estaciones de uso inmediato y cuántas estaciones de almacenamiento de A este el método tiene en cuenta preferiblemente que la energía del a e típicamente es menos eficiente que la energía generada para uso Por la de de uier proporción entre la energía para el uso inmediato y la energía para almacenamiento debe tener en cuenta el hecho de que la energía derivada del es mucho menos eficiente cuando se la compara con la energía generada para uso ed e A la presente invención hace preferiblemente otra suposición basada en el hecho de que las estaciones de almacenamiento de energía serán menos eficientes que las estaciones de inmediato en cuanto a la generación de Es la presente invención em que en la mayoría de cases es deseable tener e e más de use inmediato que de almacenamiento de ie modo que haya una dependencia de las 25 estaciones de uso inmediato que de las estaciones de En el eiemplo la el de las estaciones disponible debe estar dedicado a la energía para use y alrededor del a energía para El h de relucir el i a e energía permite que sea No a presen que ato ? de la energía dependiendo 1 r de v teres d s stema n relación de miento de y una necesidad estimada linos de viento en estimación car número de estaciones de estaciones de uso sin ra El proceso e e datos para y utiliza datos stes a otros se basan mee en la del número total de viente a si eso satisface as la para r c períodos verdaderamente el X deba de viento a numere factor X puede ha o a arriba o hacia dependí de varios factores de según se expone a c Para e ajustes apreciados al factor y para de viento a n una del número total de de un unto de partida entre el de ar y el número de a cent e a instalar debe ser ? este la sobre la cual el proceso iterativo debe en la realización pr es de estacione media y de est ent o de le según se ha c ica que de la inicial en el serie de se en 65 serán de almacenamiento res iniciales acerca del cada entonces iterativo usando esos e de que puede ser por y esa cantidad con las de demanda a a ?s basándose en tener aproximadamente 65 s de de y sabiendo cuánta energía ser cada de entonces puede estimar la a 1 de poder puede estar disponible en qu as 1 actuales 5 de se 1 dad de es posible generar curvas es a aquellas ilustradas en las Figuras 7 y que t las historias de de viento cara er día a de cuánto viento estaría 1 a partir de tal sistema en cualquier A es e se puede usar cara de cuánta energía eléctrica puede ser generada por tal incluso cuánta puede ser generada por las e de uso y r c r estaciones de le a de e e a q momento dado enees prepararse curvas que ren cuánta energía á le en en u r A las curvas que muestran cuánta energía eléctrica real puede ser generada per el diseño inicial del sistema en cualquier memento pueden ser ra s y las st de demanda para los mismos as Hacer en el conocimiento de 1 a a entre estaciones de uso inmediato y cen c de a determinar cuánta la í será el uso y dedicada cma el así cerno cuánta energía tendrá que ser usada para compensar cu deficiencia en el suministre de use Es r r ce t e en la preferida es cada tres se puede determinar y en que medida el eléctrico generado por las estaciones de uso inmediato es suficiente para satisfacer las demandas de energía sobre el y de no ser cuánta energía de almacenamiento sería necesaria para suplir la deficiencia de energía de las estaciones de uso puede ayudar determinar y trazar una curva que muestre el de de cuánta energía se agrega a almacenamiento en cualquier momento menos cuánta energía se resta por el por sobre y más allá de la suministrada por las estaciones de uso Tal que muestra efectivamente la cantidad de energía de reserva almacenada en el tanque de e se muestra en la Figura Esta curva particular traza la cantidad de la energía disponible en almacenamiento en cualquier momento dado del basándose en un factor X inicial de aproximadamente este caso se puede ver que el parece ser cercano a lo que un diseño óptimo podría pero está levemente dado que la curva cae debajo de cero a a z e a las Es se puede ver que i e est día 1 a c va permanece positiva x las cuando el suministro de aire comprimido en el tanque hipotético se Aunque la cantidad recupere en otras aproximadamente a las 1300 habrá un período de cerca ce tres donde la energía nc estará ra per otro mues ra cómo la curva en la se puede ayustar hacia en aprox 1C r otras 11 el factor X por a factor X de acámente Se puede sta figura que la curva desciende por debajo de ind que la can dad de la energía en no se a t am que la curva cayó que el fue eficiente dado el aire r en el tanque fue a de tiempo c otros como del tanque de y que serán pueden prevenir que 1 v 1 urálico se d ese 1 t que a est a a r i amente próxima a desearía es el que la cantidad de energía en c am ai y al final de este período de 24 horas es la Es a las 0 i dad total de la ene r í a en almacenamiento es x i ament e y 1 s que es el después que se agrega y resta energía a n la cantidad l de la energía en el e a t a a a los Esto significa a de e t a y diarias iguales o an s se dieran repet e n la estación o podría esperar que el delta entre la entrada y la energía de salida pudiera ser le ente el mismo durante la m de dicha ai para r X de más de área de erse que tal como lo ilustra 1 Por que el número t t de a 1 era 65 y estaciones de e de e e í se d que un meter diseño ara basado en ya cedria total de de incluyendo 71 de uso y estaciones de nt de las F 14 y 15 mues la cu a a medida que el X ayusta aún más la Figura 14 muestra el X un a ap r e y la r a ra que el i u r X aumenté un 3 a arr x e e b Est 1 que un aumento e 1 z un en el área de y por un z en el númere total s ent que levantaría la curva a el r donde la t a 1 de la energía en el tanque de a sería cada v el paso de los ver a partir de este día que el vale 1 la ener a excede s y que por le etts diseñes serían caces para ese ue s s en el s de a este a para impedir que la curva ne negativa en centre del alcance de la p res e r l a capacidad del quemador de ministra ene r a nivel suri ementaría durante todo período de 24 horas se puede aumentar para ar cantidades de energía suplementaria en cualquier momento Las fuentes del calor se pueden hacer también más poderosas o eficientes para permitir incrementos adicionales de almacenándose más energía calórica en el A este otra consideración que debe ser tenida en las relativas que pueden se hechas por los de calentamiento a no sólo debe el colector solar ser sino también el de los otros mecanismos de inclusive el uso del calor de desecho del y la energía proporcionada por un calentador al como ei quemador de combustible En las Figuras 16 y que se aplican a la temporada de mucho se ilustran ejemplos hipotéticos de cantidad de poder que quizás esté disponible en reserva dentro del tanque de Se compara un sistema que tiene calentadores solares versus un sistema que posee tienen Figura or la curva muestra la i dad de energía en el t anque de almacenaje cuando se usa tanque apropiadamente d ens con un calentador solar y un quemador auxiliar de combustible de La curva muestra en general que el suministro de energía en el tanque nunca se agota en el curso de un día También muestra lo desde che a aproximadamente las 2 00 de la la a a lentamente t a 1 lo muestra la curva f ae ent e mañana a las de la mañana la energía se 1 c muest a la curva e desde aproximadamente 1 4 de la mañana a a p r m ad las la t ard la energía generada r 1 ex ede 1 a máxima del tanque 1 ilustra la curva re a este exceso de energía deberá entre aproximadamente las de la t ap x imadament e las de la la energía usada excede sustancialmente el suministro como lo ilustra la curva descendente entre r e las 4 G de arco y las t nivel energía fluctúa re energía ser gasta da y suministrada entre ap m las de la tarde a las de la noche la a es devuelta al tanque cerno lo ilustra la va e prenunciada y r a roximadamente las de 1 noche y la mediaren la energía se gasta la Figura a Figura ilustra la de energía en el t de almacena e cuando no se emplea un calentador s 1 a r pero se utiliza un calentador de combust fósil La curva muestra got de la energía en el ue almacenaje nacía el f mal de la arde y horas haría que el es que no rueda energía en ferma Fs la energía e se ras la demanda de enero í a excedería de las uso co y e En ar curva muestra aue a s fuente ador de e usarse para i de qo También podría el Esto necesidad de conta na combinación de solar v auemaaor au combustible fósil tanque a de ra la eléctrico o un día que podría uno ue m s desfavorables es decir estación El proceso análisis e expuesto es repe para cada día de cada a el Es que las historias de de vien y de energía tenderán a ser mo a el así como también e a fin donde la curva de a de almacenaje nunca 1 q día durante el r en los cálculos son en 1 más desfavora es generalmente necesario correr por cada día del r a r a el efecto c o de las curvas de oferta y demanda que se repiten día a día pueda ser observado y en A este se puede ver que en cualquier el grado de variación de las curva de oferta y demanda puede depender de cuánta energía se agrega y extrae del con el Es según se ha dado oue las curvas de oferta y demanda en realidad muestran s q e se extienden a lo l de un continuo que nunca es necesario considerar el efecto acumulativo las curvas de oferta y con la energía que se agrega y substrae en el curso del a de determinar si deben realizarse ajustes adicionales para garantizar que la energía en almacenamiento nunca se Esto puede e err 1 hacer los ajustes adicionales al factor X y el área de del viente el número total de molinos de t e instala el ta del t anque de el tamaño los colectores la relación entre estaciones de uso inmediato y estaciones de almacenamiento de el tamaño del quemado r de el tamaño del de combustible la capacidad y las e i de las turbinas de st es que se tienen que deten tener en cuenta también los cambios que pueden ser necesarios desde el punto de vista del aumento y la disminución de la cantidad de energía almacenada por el Es habiendo 1 de en las curvas de oferta y demanda entre un día y durante mementos distintos del es risible que se necesite almacenar más energía durante r r í d mientras que en otro período será posible generar a una en la de a La presente tiene en s ajustes para puede ser t a de hacer 1 ineficacias que del un s el peor c n r señando p a r a el peor el sistema ruede acabar s n f ivamente diseñado durante el resto del ye las estaciones períodos más cu s pueden ocupar un t i o p r r o 1 e r el año que las a mis av ab durante las otras á se usa el sistema a el peor p z 1 quede energía n y consecuencia deberá ser venteada o a en e c el ce energía del uso la demanda la energía será despe ede en lgunas s baterías en cuenta un número apropiado de estaciones molinos viento a desactivar durante esos cu el generado r 1 de de energía exceda la rap má de alm z se tendrían de descarna par 1 r a r el exceso de ivament un apropiado de de a 1 ma cenan o e ener podría ser curante s c ese invención em e se diseña para incorporar cierto número de que se usar para asustar además la de i y estaciones de ar c de r s í a se xp F Coordinación del Uso de ha re vencicn a usar un número redetere de estaciones das al efecto de pesi i i diseño y use más d Según se ha las estaciones híbridas capaces de alternar res í ada para y energía para y p atea en Las heridas sen útiles p ue pueden ser usadas para as condiciones en ceras las más que cuecen ocurrir sólo durante unes e meses del las sisales el sistema 1 ser Z el resto del la c n r a d del y mrvas de demanda de energía rueden un ón mucho o c r re 1 en cuyo caso es cesible que el sistema tenga que ser a ustado a e s al efecto de per a r de una manera más e eficaz desde el de vi st a durante en de suminis de viento y demanda ie energía durante la estación se determinó que era do instalar 71 estaciones de uso inmedia y esc ac de ante la temporada menos las curvas s ríen los cálculos siguientes se pueden haber Basándose en las c de cierta y el método p re ede determinado que el X inicial de e I Por se que la de energía es la misma durante la menos siendo la demanda de energía pico de alrededor de el número estimado total de molinos de necesitarían estar disponibles durante la t em podría s un tercie el número necesario durante la temporada es un total de aproximadamente 73 molinos de con 48 estaciones de at o y 25 estaciones de a o de durante la temperada no todas a iones molinos de tendrían que estar reara satisfacer las demandas de la De nay sur uso inmediato puede haber una asa o ausencia de necesidad de ar estaciones de de energía a operar temperada menos Es el número de estaciones de uso inmediato en la temporada más e es de uso esas mismas de p proporcionar suficiente manera continua e durante la menos ventosa con cual se necesitará poca es que se necesita Dado uso más esta o ha disposición más conveniente durante la temporada aunque 71 estaciones de uso inmediato no c edan la energía necesaria al área sin estaciones de algunas de las estaciones almacenamiento de energía se podrían instalar como híbridas para que durante la temporada menos esas estaciones híbridas puedan ser convertidas en estaciones de uso r a fin de proporcionar la energía Por sándose en qu tan ionadas están las curvas de oferta y y demanda tiene la estación menos se determina que estaciones de uso inmediato podrían proporcionar el poder eléctrico necesario le u a continua e el sistema se podría d i co a de uso 33 es nes de almacenamiento de y con 6 estaciones haciendo un total de 110 De este durante la temporada de mucho las estaciones híbridas se pueden operar como estaciones de almacenamiento de energía cara 1 corar la relación estaciones de uso inmediato a 39 de almacenamiento de según se ha e n o mien que durante la temporada menos as a híbridas se pueden operar estaciones de uso inmediato para lograr la relación estaciones de uso inmediato a 33 estaciones de lmacenamiento de En tal la mayoría no todas las estaciones de a i energía no tengan que funcionar para nada d r la temporada en otras ellas ser ya que la no toda la enero í rodría ser por las estaciones de uso estaciones de a i a o de permanecer donde quizás haya una depresión imprevisible suministro de c picos de otra situación las estaciones pueden usar se después de las te ra o s anteriores se determina 1 a relación óptima entre inmediato y a 1 macenami c de energía difiere de una temporada a la Otra dado que las estaciones de use inmediato son menos costosas de instalar y más desde el punte de vista de cestos para r r s ua eres denle 1 de oferta y bien r o rre 1 a i e na cas lar un mayor del suministro de energía total a las estaciones de uso inmediato v no a las de de J ej una se determina que re para una te e cincuenta cincuenta ent re y a 1 de en otras estaciones de inmediato y 5 estaciones de en de mientras durante a la re quizás sea r de inmediato y de de en 30 estaciones de y de de tal estaciones el sistema p r e deba estar sobre de basándose en el peor el se nd que diseñar r s d de estaciones de use inmediato para la e a o a la te del verano y 7C estaciones de de energía t a sete a la temperada de que a señ el sistema para q deban estaciones 1 arinque estaciones e menos se n n en cualquier Per o usando estaciones el al de estaciones que se que instalar se el el sistema se ruede señar con un total 1 estaciones molinos de en otras instalando 30 estaciones use at estaciones de de y esturiones De esta m curante cualquier e r a d el número total de es instalado no 1 número de a que deban estar para suministrar energía durante la temporada de las 20 idas pueden ser as en estaciones de use para que e haya 51 estaciones de uso i luyen i de us propiamente dichas y mes cas das use inmediato y 50 de dv 1 durante i de las estacunes híbridas pueden en estaciones de a de e incluyan 51 estacunes de almacena de dichas y a híbridas pasadas El uso de las estaciones híbridas de esta manera permite que sistema sea diseñado y usado de un modo más En cualquier la presente invención contempla que el sistema pueda estar configurado para llevar al máximo la cantidad la energía a derivar de la energía teniendo en cuenta cuando y cuánto viento puede estar en cualquier momento dad y cuándo y cuánta energía se demande en cualquier momento para que pueda coordinarse y ser operado de una manera eficiente y confiable ai efecto de proveer energía eléctrica en forma continua e ininterrumpida a locaciones remotas de la red No a menudo es difícil predecir cuando y cuánto viento y la extensión de de la presente invención procura usar datos seguros como un medio para calcular ciertos en otras relacionados con el suministro de viento y la demanda de y usar promedios co o medios para crear un sistema óptimo capaz de ser aplicado a v rtuaimente cualquier insufficientOCRQuality

Claims (1)

1. REIVINDICACIONES de generación y a 1 de energía porque com pluralidad de s de viento en un área predeterminada estando dicha r da i estaciones m 1 de ent dividida en por lo una clase de estación de viento posee un lo generador eléctrico adaptado para suministrar la energía r ara i y d esta 1 de i o para a energía p p en uno o más t alta donde se provee ai menos un compresor ara comprimir aire en y por lo menos un expansor para liberar el comprimido desde 1 s s de la cao n 1 porque se provee lo menos un de calentamiento para 20 calentar el aire comprimido que es i iterado y 3 El sistema de la Re i vindica n 1 car porque el primer clase molinos viento y 1 de dicha segunda clase ce estaciones del molino de se proporcionan a cieno sistema se basa en las s cas de viento del las estaciones se 1 i y las de del área donde la de i sistema se de porque calentamiento es ra de la energía que e 1 rr de por lo de que usa propia uente El de 1 Reivindicación 2 s dispositivo de eníen or nos en tanto un puede pasar por rhr para aumentar la temperatura del aire dentro de dichos El de la n 1 caracterizado porque un u r generadas por e comprimido y sean empleadas con de de la i r n 1 rara porque se r un e der e r a rutes que s energía de Un do de generación y de 25 caracterizado porque r r un de e er de primeras s 1 de e un i i procer i la energía eléctrica propor número predet nado de segundas molinos de viento para almacenar la energía p r el viento en uno o más tanques de alta en donde p lo menos se provee un compresor para comprimir el en dichos y por lo menos un expansor para liberar el comprimido de dichos El método de la Reivindicación 5 caracterizado porque el predeterminado de y segundas est de em s en el método se determina de acuerdo a las historias del viento del área donde se ubicarán las y las caracterís de la demanda del área donde la energía de las estaciones ha de ser emp eada El do de la R i caracterizado porque el de las primeras y segu estaciones molinos de se determina de a una relación de aproximadamente 65 por ciento de primeras estaciones molinos de viento a 35 por ciento de segundas estaciones molinos de v El método de la caracterizado porque se t cuenta ct ras dera o es de que 1 t amaño de único más la capacidad la capacidad del ex el número total de estaciones molinos de a la disponibilidad de auxiliar fuente de ener de y la de uno c de dispositivos de calentamiento para 1 comprimido a ser liberado y cíue el cuenta vien y la demanda de energía para una que se obtienen para del añ de la Reivindicación 12 porque se realiza una es basada en los historiales del número total de dichas estaciones molinos de viento primera y segunda a relación a los períodos redeter como más El de la Reivindicación caracterizado porque se proceso iterativo para determinar un sistema que pueda proporcionar la energía a dicha ubicación dada de una manera y y de un modo rentable y 1 El de la 11 caracterizado porque los períodos predeterminados del año son las El método de la Reivindicación 3 caracterizado porque comprende proveer un número predeterminado de estaciones híbridas de molino de viento capaces de alternar entre la provisi ón energía para uso ato y la provisión de energía p r como energía por aire Un s molino de viento caracterizado una estación molino de viento que pcsee una turbina de viento generar potencia un divisor mecánico para dividir la potencia mecánica gene p z dicha en tanto dicho divisor es capaz prorratear y ayustar la cantidad de entre por dos de I 7 p r cara r la para el y segunde invertidor para generar la energía r l enamiento en uno o más alta 1 El e a hí de la 17 caracterizado erque divisor o engranaje grande y dad engranajes de impulsión capaces de encastrar y engranar ton dicho y un primer controlar cuál de dic os engránales de e braaa enarana d engranaje y a 1 convertidor los e s v estarán conectase s Resumen de la Invención invención se refiere a un sistema de y de energía que comprende para energía dedicada al uso a r áe proveer energía de una manera da y continua a remotas de una red En una aplicación contempla un número predeterminado de viento dedicados al us y un número p re i de de dedicados al de co o energía por aire comprimido más tanques de alta También es posible de v en que tiene la habilidad de áneamente a rara uso inmediato v insufficientOCRQuality