Como lo
que nos encontramos diseñando es un acumulador de energía, lo primero que
debemos hacer es investigar cuáles son los existentes actualmente:
- Batería Eléctrica: Se denomina batería, batería
eléctrica, acumulador eléctrico o simplemente acumulador, al
dispositivo que consiste en una o más celdas electroquímicas que pueden convertir la energía
química almacenada en electricidad. Cada celda consta de un electrodo positivo,
o ánodo y un electrodo negativo, o cátodo y electrolitos que permiten que los iones se muevan entre los electrodos,
facilitando que la corriente fluya fuera de la batería para llevar a cabo su
función.
jj
Volante de Inercia: 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. (Ejemplo: Red Eléctrica de España instalará en la isla
de Lanzarote un volante de inercia para almacenar energía.)
-
Almacenamiento de energía magnética por
superconducción: sistema
de almacenamiento de energía que permite almacenar ésta bajo la forma de un
campo magnético creado por la circulación de una corriente continua en un
anillo superconductor que está refrigerado a una
temperatura por debajo de la temperatura crítica de superconductividad. (Ejemplo: se utilizan para el almacenamiento de
energía de corta duración, siendo su aplicación más común la mejora de la
calidad de onda en las redes públicas de distribución de electricidad,
típicamente la neutralización de los huecos de tensión y los microcortes.)
-
Muelles: aparentemente, están sometidos a compresión;
pero analizándolos en profundidad, se vería que el alambre está sometido a
torsión. Su misión es absorber energía en forma de vibraciones o cuando una
fuerza actúa sobre ellos, para posteriormente liberarla lentamente. (Ejemplo: como elemento de suspensión de vehículos.)
Flejes: Se
utilizan para absorber energía que más tarde va liberando lentamente. (Ejemplo:
se utilizan en juguetería y en relojes de cuerda.)
Almacenamiento por aire comprimido: el aire a altas presiones es almacenado en depósitos
bajo tierra naturales o artificiales (minas abandonadas, cavidades rellenas en
soluciones minerales ó acuíferos) durante las horas de baja demanda.
Posteriormente, en las horas pico, el aire almacenado se expande, moviendo un
turbo generador. (Ejemplo: 1973 se
instaló en Alemania la primera planta de almacenamiento de energía en aire
comprimido, haciendo uso de las cuevas naturales del subsuelo como almacén. Más
tarde se han ido instalado posteriores plantas similares en Estados Unidos)
PATENTES
-
Dispositivo acumulador -
impulsor de energia WO 2003083277 A2: La presente invención se refiere a un
dispositivo acumulador-impulsor de energía y particularmente a un
dispositivo capaz de acelerar la velocidad de un vehículo
que lo incorpora al entregar el impulso y/o energía almacenada. El
dispositivo dela presente invención es del tipo que utiliza un medio
elástico para acumular la energía cinética del vehículo, teniendo como
características el estar constituido por: a) al menos un mecanismo
reductor de la velocidad de giro de la rueda del
vehículo, acoplado a dicha rueda, b) al menos un medio elástico que se acopla a
dicho mecanismo reductor; y que posee un mecanismo de compresión y
expansión con su respectivo mecanismo de comando del mismo estando
además dicho medio elástico vinculado a, c) al menos un mecanismo
multiplicador de la velocidad de movimiento generado por el
medio elástico en su etapa de entrega de energía, estando
dicho mecanismo multiplicador acoplado a la rueda del vehículo (a
fin de lograr la impulsión del vehículo). El medio
acumulador de la energía podrá estar entre los comprendidos por:
resorte comprimido por el empuje producido por una cremallera, resorte
extendido por la tensión producida por un cable, resorte espiral,
bandas de caucho, amortiguador neumático, entre otros, pudiendo todos
ellos combinarse en tandem a fin de permitir mayor
acumulación de energía. Dichas reducción y/o multiplicación podrán
realizarse con engranajes rectos, engranajes por cadena, o bien una
combinación de ambos. Sera de especial utilidad cuando se
aplique al realizar frenadas o al circular en bajada. (27/06/2006)
-
Almacenador de energía
mecánica de rotación WO 2014076328 A1: Almacenamiento de energía
mecánica de rotación mediante múltiples resortes en
espiral de fleje de acero templado. Cada
una de las espirales puede soportar una gran deformación no
permanente por efecto de una carga externa con un alto
grado de resiliencia, absorbiendo energía en su zona elástica. La
disposición deunión sucesiva de los múltiples resortes en
espiral permite la acumulación degran cantidad de energía al
sumar las cargas absorbidas por cada una de las espirales y
mantenerse forzadas a deformación elástica no permanente. La cargade la energía
mecánica a almacenar y la descarga controlada de la misma se realiza
mediante el giro de dos coronas dentadas engranadas a sendos tomillos
sinfín accionados por dos motores de corriente continua. (9/07/2014)
-
Electro-thermal energy storage system
and method for storing electro-thermal energy EP 2698506 A1: A system
and method for electro-thermal energy storage wherein the system
comprises: a hot thermal storage arrangement (1) comprising a
hot storage heat exchanger (11); a cold
thermal storage arrangement (2) comprising a cold storageheat
exchanger (21); a thermodynamic cycle unit configured to transfer
thermalenergy from the cold storage arrangement to the
hot storage arrangement in a charging mode, and to convert thermal energy from
the hot storage arrangement into work and, preferably, subsequently
into electric energy in a discharging mode, wherein the thermodynamic
cycle unit comprises a fluid circuit for circulating a working fluid through
the hot storage heat exchanger as well as through the cold storage heat
exchanger, wherein the fluid circuit further comprises a pump (31) for
maintaining a circulation of working fluid in the discharging mode and a first
turbine (321) for expanding working fluid in the discharging mode; and wherein
the thermodynamic cycle unit comprises a second turbine (322) for expanding
working fluid in the discharging mode, said second turbine being connected in
series with the first turbine so that working fluid may flow from the first to
the second turbine in the discharging mode, and an intercooling heat exchanger
(33) located in the fluid circuit between the first and the second turbine. (19/02/2014)
-
Lightning energy storage system US
20140042987 A1: Embodiments of the present invention relate to an apparatus
and method for collecting and/or storing electrical energy in
lightning. A specific embodiment provides a
lightning energy storage system that includes a lightning rod, a
wire, a lightning energy harvester, and a ground rod. The lightning
rod is configured to attract lightning and transfer electrical energy. The
lightning energy harvester incorporates at least one magnetic
capacitor and a switch. The ground rod is connected to the wire. A control
signal controls the switch to direct the electricalenergy to ground through
the ground rod or to direct the electrical energy to charge the
magnetic capacitor, in response to a charging state of the magnetic capacitor. (13/08/2012)
-
Multiple
flywheel energy storage system US 6614132 B2: An
electrical energy storage system for supplying power to a load
comprises a plurality of flywheel energy storage systems, each
supplying a power output signal, and a connector circuit. The connector circuit
connects the flywheelenergy storage systems to the load, but the
flywheel energy storage systems are not connected to each
other. Each of the flywheel energy storage systemscomprises a
flywheel turning at an initially predetermined rate, a motor/generator coupled
to the flywheel, a bi-directional inverter circuit coupled to the motor/generator
and to the load, and a control circuit coupled to the motor/generator and the
bi-directional inverter circuit. The control circuit controls the power output
signal of the flywheel energy storage system independently of
the other flywheel energy storage systems. (16/04/2013)
-
Energy storage system using springs US
8816517 B2: An energy storage system used to
store energy is disclosed. The system uses compression, torsion,
extension and/or leaf springs to store energy.
Input energyis use to compress the springs through an apparatus.
The potential energy in the compressed spring is used to run a
generator, which provides power to the consumer. (24/12/2010)
NORMAS
DIN 2095 y DIN 2096:
Características que definen a un resorte de compresión.
-
PARÁMETROS PRINCIPALES DE UN RESORTE
-
NÚMERO DE ESPIRAS ÚTILES (n): número de espiras
utilizadas para obtener la flecha máxima del resorte.
-
NÚMERO TOTAL DE ESPIRAS (nt): número de espiras útiles
mas las espiras que forman los extremos (espiras de apoyo).
-
nt=n + 1,5
-
SENTIDO DE ARROLLAMIENTO: sentido en el que gira la
espira para un observador situado en uno de los extremos del resorte. El
sentido es a la derecha (RH) si la espira gira, alejándose, en el sentido de
las agujas del reloj, y a la izquierda (LH) si la espira gira, alejándose, en
el sentido contrario al de las agujas del reloj.
-
PASO (p): distancia entre dos espiras útiles contiguas
del resorte en estado libre, medida axialmente entre los centros de las
secciones transversales del hilo de material.
-
DIÁMETRO INTERIOR (Di): diámetro de la superficie
cilíndrica envolvente interior del resorte.
-
DIÁMETRO EXTERIOR (De): diámetro de la superficie
cilíndrica envolvente exterior del resorte.
-
DIÁMETRO MEDIO (D): diámetro medio de las espiras.
-
D=1/2(Di + De)
-
LONGITUD EN ESTADO LIBRE (L0): longitud total que
presenta el resorte cuando no actúa sobre el mismo ninguna fuerza exterior.
Norma UNE 1-042:
representaciones de resortes
DIN 2088: resortes a torsión
Se deforma al ser sometido por sus extremos a un par de
fuerzas perpendiculares a su eje. Está formado por un hilo de acero arrollado
en forma de hélice cilíndrica con dos brazos extremos, los cuales se deforman
angularmente al estar apoyados en los elementos que tienen el giro relativo.
Las diferentes formas que pueden presentar sus extremos son muy variadas, en
consecuencia, habrá que representarlos y acotarlos siguiendo las normas de
carácter general.
ANALOGIAS
Panel solar: es un dispositivo que
aprovecha la energía de la radiación solar. El término comprende a
los colectores
solares utilizados para producir agua caliente (usualmente
doméstica) mediante energía
solar térmica y a los paneles
fotovoltaicos utilizados para generar electricidad mediante energía
solar fotovoltaica. Un calentador solar de agua usa la energía del sol para
calentar un líquido, el cual transfiere el calor hacia un depósito acumulador
de calor. En una casa, por ejemplo, el agua caliente sanitaria puede calentarse
y almacenarse en un depósito de agua caliente.Los paneles tienen una placa
receptora y conductos, adheridos a ésta, por los que circula líquido. Esta
placa está generalmente recubierta con una capa selectiva de color negro. El
líquido calentado es bombeado hacia un aparato intercambiador de energía donde
cede el calor y luego circula de vuelta hacia el panel para ser recalentado. Es
una manera simple y efectiva de aprovechar la energía solar.
Pogo Stick: El pogo saltarín es un dispositivo para
saltar en una posición de pie con ayuda de un resorte. Se utiliza para
ejercicio o como un juguete. Se
compone de un bastón con una asa para sujetarse por arriba y almohadillas para
poner los pies en este. El resorte se
sujeta a las dos secciones del bastón, que se extiende por debajo de las
almohadillas de las patas. El usuario coloca los pies sobre las almohadillas de
las patas mientras se balancean en el poste, luego salta hacia arriba o hacia
abajo con un movimiento de flexión de las rodillas para sumar o restar energía.
Cuando el bastón está en la compresión total o extensión, el usuario es
levantado por el retroceso del resorte, siendo lanzado varios centímetros en el
aire. Este proceso se repite para mantener un rebote periódico
Jack in the box: it's a simple spring pushed down into a box and held
there by a catch on the lid. When this catch is released, the force
of the spring causes the lid to fly open and the "jack" pops out of
the box. It is a wonderful example of "stored" or potential
energy. The energy required to force the spring down is stored in the spring
and released when the lid opens.
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