Antes de comenzar el diseño, es necesario hacer una búsqueda de información, sobre soluciones existentes que puedan ser aplicadas a nuestro problema, esta búsqueda de información engloba productos ya existentes en el mercado, patentes, normas, para luego hacer relaciones entre ellas, y luego comenzar la generación de ideas.
Algunos productos existentes de acumuladores mecánicos.
1. Pila
mecánica diseñada por ingenieros colombianos de Idelati (centro de
investigación y desarrollo de la Universidad de Colombia), su idea era hacer
desaparecer los contaminantes de las baterías químicas.
El sistema
consiste en almacenar algún tipo de
energía renovable fluctuante como la energía solar o eólica, que no son
constantes, y pueden llegar a tener picos de producción durante momentos en que
hay baja demanda (con el diseño de la pila mecánica se aprovecha esa energía sobrante)
La energía fotovoltaica u otras alimentan el
motor-generador, mediante un reductor
reversible de velocidad se subirá
un contenedor con una masa de una tonelada de agua, hasta la altura de
diseño. Esta energía queda acumulada
para ser entregada de nuevo al motor-generador, cuando se requiera.
Para evitar la inercia cuando se entrega
la energía se usa un freno común en el
eje.
2. Almacenamiento
de energía eléctrica usando aire comrprimido y agua, Alfred Rufer, director del
Laboratorio de Electrónica Industrial (LEI), dependiente de la Escuela
Politécnica Federal de Lausana, en Suiza, desarrollo otra via de almacenamiento
de aire comprimido.
El uso de un
pistón hidráulico (agua bombeada dentro de un cilindro que comprime el aire en
el espacio restante) en vez de un pistón mecánico proporciona el mejor
rendimiento del sistema, generando muchas menos pérdidas en forma de calor. El
aire a alta presión obtenido puede ser almacenado con seguridad en recipientes
sin pérdidas hasta que sea necesario generar nueva electricidad mediante la
expansión del gas en el cilindro. Una de las ventajas de este sistema es que no
precisa de materiales extraños (y por tanto escasos y caros). Además, su
solidez lo hace duradero
3. Almacenamiento de energía por medio de aire
comprimido. En 1973 se
instaló en Alemania la primera planta de almacenamiento de energía en aire
comprimido.
La filosofía de
este tipo de plantas se basa en aprovechar la energía eléctrica sobrante y de
bajo costo para comprimir el aire en un almacenamiento subterráneo, y más tarde
utilizarlo para alimentar una turbina generadora para alimentar a la red
eléctrica durante los periodos de alta demanda energética.
Entrando en
algunos detalles de funcionamiento, el aire se comprime de forma escalonada,
con enfriamientos intermedios, con lo cual se consigue un buen rendimiento en
la etapa de almacenamiento de energía en los períodos en los que la red tiene
excedente de energía.
Estas plantas están diseñadas para operar en
un ciclo diario, la carga durante la noche y la descarga durante el día; el
almacenamiento por aire comprimido entrega altas cantidades de potencia, pudiendo llegar a los 100 MW.
4.
Volante
de inercia para almacenar energía, Red Eléctrica de España instalará en la isla
de Lanzarote un volante de inercia para almacenar energía. Esta tecnología
actuará como estabilizador de frecuencia y de tensión del sistema eléctrico
Lanzarote-Fuerteventura, y se prevé que pueda exportarse a otros sistemas
eléctricos aislados.
La falta de sistemas de acumulación de
energía puede limitar el desarrollo de las energías renovables y, en especial
de la energía eólica. Por eso, este proyecto de I+D+i de Red Eléctrica,
pionero en España, tiene como finalidad comprobar si estas instalaciones son
una alternativa eficiente para mejorar la seguridad y estabilidad de la red en
los sistemas eléctricos aislados y débiles, a la vez que favorecen la
integración de energías renovables.
Los
volantes de inercia acumulan energía mecánica en forma de energía cinética en
una masa rodante. Cuando se quiere recuperar la energía almacenada en el
volante, una máquina funciona como generador y se encarga de convertir dicha
energía mecánica en energía eléctrica. La conversión energética inversa,
destinada a cargar el acumulador, se realiza mediante el accionamiento de un
motor. Lo habitual es que el volante se incorpore al motor–generador eléctrico
configurando una máquina aislada, conectada al exterior a través de cables al
igual que en una batería electroquímica. Algo así como una batería mecánica recargable.
Los sistemas de almacenamiento cinéticos de
energía basados en volantes de inercia están caracterizados por ser capaces de
proporcionar grandes picos de potencia. Un volante de inercia es capaz de
almacenar grandes cantidades de energía y rangos de potencia desde kilovatios a
megavatios. La rápida respuesta en los volantes de inercia los hacen útiles
para multitud de aplicaciones. Además proporcionan protección contra las
perturbaciones de tensión en la red eléctrica, especialmente para, a corto
plazo, suplir los picos en la demanda, y evitar la necesidad de otros sistemas
de respaldo
BÚSQUEDA DE PATENTES
Cuando
se va a realizar la búsqueda de información, es importante tener en cuenta que
muchas de las ideas o soluciones que puedan surgir para el proyecto a realizar,
pudieron haber sido creadas. Es por esto que es necesario inmiscuirse un poco
más y buscar propuestas anteriores que hayan sido patentadas, no sólo para
asegurarnos de que nuestras ideas existan en la realidad, adicionalmente servirá como aporte para la
generación de ideas.
El
sitio seleccionado para la búsqueda de patentes es la página web http://worldwide.espacenet.com/ la
cual muestra de forma muy organizada las patentes creadas hasta la fecha
actual.
Data Bibliográfica de la patente:
RU2523363 (C1) – 20/07/2014
Título: Mechanical
Energy Accumulator.
Abstract
FIELD:
transport.SUBSTANCE: accumulator includes shaft on which four-rayed carrier is
fixed and sun gear capable to rotate around shaft and free-wheel clutch
providing unidirectional rotation of sun gear are installed. At the ends of
four-rayed carrier axes are fixed on which rotatable satellite gears are
installed. The satellite gears are engaged with sun gear. The satellite gears
are mounted on axes with formation of cavities in which potential energy
accumulators are accommodated. These accumulators are made in the form of
springs wound around axes and attached by their ends to axes and satellite
gears. Shaft is installed with possibility of axial rotation. At one its end,
double-sided electromagnetic friction clutch consisting of cartridge with pads
for contact and two half-couplings is installed: one half-coupling is rigidly
connected with shaft, and the other one - with sun gear. Working surfaces of
half-couplings contain electromagnetic coils and are installed with possibility
of contacting with pad. The cartridge is connected with power-takeoff shaft. At
the other end of shaft, friction clutch for periodical stopping shaft rotation
and compression springs providing neutral shaft position are installed.EFFECT:
decrease in vehicle fuel consumption.6 dwg
Data Bibliográfica de la patente: CN103244474
(A) – 14/08/2013
Título:
Composite Accumulator.
Abstract
A composite
accumulator includes a base having a closed end and an open end, the base
having an inner surface that defines a cavity and having a fluid port in
communication with the cavity for communicating a hydraulic fluid in and out of
the cavity. A cover is disposed over the open end of the base and is secured to
the base by a fastener. A piston is disposed within the base and the cover. The
piston is sealed to the inner surface of the cover and is translatable along an
axis. A biasing member is disposed within the base and the cover and located
axially between the piston and the cover. The base and the cover are plastic.
Data Bibliográfica de la patente: KR20130100965
(A) – 12/09/2013
Título: System for storing potential energy and method for
producing such a system.
Abstract
Provided a facility for the
storage of potential energy (10) with a hydraulic cylinder (2), one mass to be
lifted (1) and a seal ring on the edge of the to be lifted mass (1), in which
the lifted mass (1) is a rock mass is represented by a cut away rock, wherein
the hydraulic cylinder (2) is formed by the cavity between the surrounding rock
and the cut rock and in which the cavity is sealed by the sealing ring for
surrounding rock back and a method for producing such a system.
Data Bibliográfica de la patente:
US1582985 (A) – 04/05/1926
Título: Hydraulic
Accumulator.
No
hay resumen disponible para este acumulador, sin embargo se puede usar de guía
las imágenes presentadas en la patente.
Data Bibliográfica de la patente:
US4046167 (A) – 04/05/1977
Título: Mechanical Accumulator.
Abstract
A mechanical
accumulator for holding and supplying a volume of hydraulic fluid under
pressure comprising a variable volume fluid pressure chamber including a piston
and a cylinder member, a plurality of coil springs acting on one of said
members for biasing the same towards the other of said members to minimize the
volume of said chamber and pressurize the fluid therein, a fluid conduit for
directing pressurized fluid into and out of said chamber and switch means
externally of said chamber and actuated by one of said members in response to
the volume changes of said chamber for controlling the operation of a fluid
device using fluid from the chamber.
Existen millones de patentes que podrían simular un acumulador de energía. Las que se encuentran presentadas en este sitio son simplemente de uso demostrativo. Con esto no se quiere decir que al realizar una búsqueda más detallada entre cada patente se encontrará la instrumentación completa y deseada para la realización del proyecto. Sin embargo resulta muy útil debido a que con estas podrías encontrar los dispositivos que pudieran completar o formar parte del proyecto en general, ya sean piezas o mecanismos dentro de la gran caja que representa nuestra idea o requerimiento.
NORMAS COVENIN.
Se realizó la búsqueda de normas acorde al lugar en donde se construiría el dispositivo.
2248-87 Manejo de materiales y equipos
2116-84 Andamios y requisitos de seguridad
1561-97 Bombas hidraulicas cetrífugas
848-83 Tuberías de PVC
