ES2677251T3 - Método y sistema relacionado, para transferir energía eléctrica de una fuente de energía eléctrica a una carga para ser alimentada eléctricamente - Google Patents

Método y sistema relacionado, para transferir energía eléctrica de una fuente de energía eléctrica a una carga para ser alimentada eléctricamente Download PDF

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ES2677251T3 ES15736639.4T ES15736639T ES2677251T3 ES 2677251 T3 ES2677251 T3 ES 2677251T3 ES 15736639 T ES15736639 T ES 15736639T ES 2677251 T3 ES2677251 T3 ES 2677251T3
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Abstract

Un método (600) para transferir energía eléctrica desde una fuente de energía eléctrica (101) a una carga (102) usando una pluralidad de acumuladores de energía eléctrica (2) interpuestos entre la fuente (101) y la carga (102). Dicha pluralidad de acumuladores eléctricos (2) consta de al menos un condensador (3) y al menos una batería recargable (4). El método consta de los siguientes pasos: - Detectar (601), mediante una unidad de control (5), un valor (QER) representativo de la cantidad de energía eléctrica que puede ser suministrada por la fuente de energía eléctrica (101); - Comparar (602), mediante la unidad de control (5), el valor detectado (QER) representativo de la cantidad de energía eléctrica que puede ser entregada por la fuente de energía eléctrica (101) con un primer valor de referencia preestablecido de cantidad de energía eléctrica (th1); - En el caso de que el valor detectado (QER) representativo de la cantidad de energía eléctrica entregada por la fuente de energía eléctrica (101) sea inferior al primer valor de referencia de la cantidad de energía eléctrica (th1): - Habilitar (603), mediante la unidad de control (5), una primera conexión eléctrica de carga (t1) entre la fuente de energía eléctrica (101) y al menos uno de los condensadores (3); - Transmitir (604) energía eléctrica a al menos uno de los condensadores (3) hasta alcanzar un primer valor establecido de carga eléctrica (QE1); - Una vez que la energía eléctrica acumulada por mínimo uno de los condensadores (3) alcanza el primer valor establecido de carga eléctrica (QE1): - Deshabilitar (605), mediante la unidad de control (5), la primera conexión eléctrica de carga (t1); - Habilitar (606) una segunda conexión eléctrica de carga (t2) entre la fuente de energía eléctrica (101) y al menos una batería recargable (4); - Transferir (607) energía eléctrica a al menos a una batería recargable (4) hasta alcanzar un segundo valor establecido de carga de energía eléctrica (QE2); - En el caso de que el valor detectado (QER) representativo de la cantidad de energía eléctrica que puede ser entregada por la fuente de energía eléctrica (101) sea mayor que el primer valor de referencia de la cantidad de energía eléctrica (th1): - Habilitar (608), mediante la unidad de control (5), la primera conexión eléctrica de carga (t1) entre la fuente de energía eléctrica (101) y al menos un condensador (3) y/o la segunda conexión eléctrica de carga (t2) entre la fuente de energía eléctrica (101) y al menos una batería recargable (4); - Transferir (609) energía eléctrica, respectivamente, a al menos uno de los condensadores (3) hasta alcanzar el primer valor de carga de energía eléctrica (QE1) y/o por lo menos a una de las baterías recargables (4) hasta alcanzar un segundo valor establecido de carga eléctrica (QE2); - Comparar (701), mediante la unidad de control (5), el nivel de carga de al menos un condensador (3) con un primer valor umbral de referencia establecido (S1_min); en el caso de que dicho nivel de carga de al menos un condensador (3) sea mayor que el primer valor umbral de referencia establecido (S1_min): - Habilitar (702), mediante la unidad de control (5), una primera conexión eléctrica de descarga (s1) entre al menos un condensador (3) y dicha carga (102); - Transferir (703) energía eléctrica desde al menos un condensador (3) a la carga (102) hasta que el nivel de carga de al menos un condensador (3) haya alcanzado el primer valor umbral de referencia establecido (S1_min); en el caso de que el nivel de carga al menos uno de los condensadores mencionados (3) haya alcanzado el primer valor umbral de referencia establecido (S1_min): - Deshabilitar (704), mediante la unidad de control (5), la primera conexión eléctrica de descarga (s1); - Habilitar (705), mediante la unidad de control (5), una segunda conexión eléctrica de descarga (s2) entre al menos una batería recargable (4) y la carga (102); Transferir (706) energía eléctrica desde al menos una de las baterías recargables (4) a la carga (102) hasta que el nivel de carga de al menos una de las baterías recargables (4) sea mayor que dicho segundo valor umbral de referencia establecido (S2_min).

Description

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DESCRIPCION
Metodo y sistema relacionado, para transferir energia electrica de una fuente de energia electrica a una carga para ser alimentada electricamente
La presente invencion se refiere a un metodo y a un sistema relacionado para transferir energia electrica desde una fuente de energia electrica a una carga para ser alimentada electricamente.
Existen tecnicas conocidas de transferencia de energia electrica desde una fuente de energia electrica (por ejemplo, un panel solar) a una carga para ser alimentada electricamente, que emplea una bateria recargable de litio y un supercondensador interpuesto entre la fuente de energia electrica y la carga.
El supercondensador se emplea tipicamente para alimentar electricamente la carga durante periodos en los que el panel solar no puede alimentar directamente la carga (por ejemplo, durante la noche).
En dicha tecnica de transferencia de energia electrica, se espera para cargar el supercondensador hasta alcanzar un valor maximo de umbral de carga y si luego, el panel solar todavia puede proporcionar energia electrica, se espera la recarga de la bateria de litio recargable.
Durante la fase de descarga, es decir, cuando el panel solar no puede alimentar directamente la carga, esta ultima es alimentada mediante la transferencia de energia electrica almacenada en el supercondensador y, en caso que la energia electrica no sea suficiente, tambien se alimenta la carga mediante la transferencia de la energia electrica almacenada en la bateria de litio recargable, la cual, debido a la mayor capacidad en terminos de energia/volumen, puede hacer frente a la demanda con un tiempo de descarga significativamente mayor.
Sin embargo, tales tecnicas de transferencia de energia electrica muestran inconvenientes debido especialmente a la optimizacion del uso de los elementos de recarga (supercondensador y bateria recargable de litio) implicados.
De hecho, la carga de una bateria recargable de litio espera una corriente de carga minima por debajo de la cual no es posible cargar (o la eficiencia es significativamente baja).
Por lo tanto, si el logro del valor maximo de umbral de carga del supercondensador se produce en un momento en el que la corriente electrica (o la cantidad de energia electrica) proporcionada por el panel solar es insuficiente para la carga de la bateria de litio, perderia una porcion de la energia potencial proporcionada por el panel solar. Por el contrario, si esa energia electrica residual del panel solar seria asignada al supercondensador, dicha energia electrica seria recuperada.
A la luz de esto, se siente fuertemente la necesidad de definir metodos para transferir energia electrica que sean optimizados tanto como sea posible al usar supercondensadores y baterias recargables, con el fin de aprovechar, practicamente como maximo, la energia proporcionada por la fuente de energia electrica, mientras que garantiza al mismo tiempo un costo accesible relacionado con la metodologia y los circuitos utilizados en una tecnica de transferencia de energia electrica.
El objeto de la presente invencion es disenar y poner a disposicion un metodo para transferir energia electrica desde una fuente de energia electrica a una carga que permita superar al menos parcialmente los inconvenientes que se han mencionado anteriormente con referencia a la tecnica anterior.
Este objetivo se logra mediante un metodo segun la reivindicacion 1.
El objeto de la presente invencion es tambien un dispositivo para transferir energia electrica desde una fuente de alimentacion a una carga para ser alimentada electricamente y un sistema relacionado que comprende dicho dispositivo.
Caracteristicas y ventajas adicionales del metodo, el dispositivo y el sistema relacionado de acuerdo con la invencion seran mas claros a partir de la descripcion presentada a continuacion de realizaciones preferidas, dada como un ejemplo no limitante con referencia a las figuras adjuntas en las que:
- la figura 1 muestra esquematicamente un sistema para transferir energia electrica desde una fuente de energia electrica a una carga, de acuerdo con una realizacion de la invencion;
- la figura 2 muestra esquematicamente, desde un punto de vista circuital, el sistema de la figura 1;
- la figura 3 muestra esquematicamente una parte de un sistema para transferir energia electrica desde una fuente de energia electrica a una carga, de acuerdo con una realizacion adicional;
- la figura 4 muestra esquematicamente una porcion adicional de un sistema para transferir energia electrica desde
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una fuente de energfa electrica a una carga, de acuerdo con una realizacion adicional;
- la figura 5 muestra esquematicamente una porcion adicional de un sistema para transferir energfa electrica desde una fuente de energfa electrica a una carga, de acuerdo con una realizacion adicional;
- la figura 6 muestra esquematicamente a traves de un diagrama de bloques una primera parte del metodo para transferir energfa electrica desde una fuente de energfa electrica a una carga, de acuerdo con una realizacion de la invencion;
- la figura 7 muestra esquematicamente, a traves de un diagrama de bloques, una segunda parte del metodo para transferir energfa electrica, de acuerdo con la realizacion de la figura 6;
- las figuras 8-10 muestran esquematicamente el sistema para transferir energfa electrica de una fuente de energfa electrica a una carga, segun algunos ejemplos de aplicacion, y
- las figuras 11a-11b muestran esquematicamente un sistema para transferir energfa electrica desde una fuente de energfa electrica a una carga, de acuerdo con una realizacion adicional de la invencion.
Con referencia a las figuras 1-2, ahora se describe un sistema para transferir energfa electrica desde una fuente de energfa electrica a una carga para ser alimentada electricamente, en lo sucesivo tambien denominado simplemente sistema, de acuerdo con una realizacion de la invencion.
El sistema se indica en las figuras, en su totalidad, con la referencia numerica 100.
Cabe senalar que en los dibujos se indicaran elementos iguales o similares con las mismas referencias numericas o alfanumericas.
El sistema 100 comprende una fuente de energfa electrica 100, en lo sucesivo tambien una fuente simple.
Por fuente de energfa electrica, se entiende cualquier fuente de energfa electrica como, por ejemplo, la fuente de alimentacion domestica o industrial ordinaria u otra fuente independiente o una combinacion de las mismas, por ejemplo, un panel solar, un acumulador de energfa electrica, un generador termoelectrico, generador electrico de induccion electromagnetica, una turbina o turbina eolica, una masa giratoria o volante (conocido en ingles como Flying wheel battery), y asi sucesivamente.
El sistema 100 tambien comprende una carga 102 para ser alimentada electricamente.
Dicha carga puede ser una red electrica o cualquier aparato electrico o electronico o una combinacion de los mismos, incluyendo, por ejemplo, un elemento fotoluminiscente (led, lampara incandescente, laser, etc.), un motor electrico, una herramienta electrica, un acumulador electrico, etc.
El sistema 100 tambien comprende un dispositivo para transferir energfa electrica desde la fuente de energfa electrica 101 a la carga 102 (en lo sucesivo, por conveniencia, tambien simplemente dispositivo).
Como se describira en detalle a continuacion, el dispositivo 1 esta conectado operativamente a la fuente de energfa electrica 101 y a la carga 102.
Debe observarse que la tipologia de la carga 102 afecta a la configuracion del dispositivo 1 a ser empleado y, en algunos casos, tambien a la tipologia de la fuente de energfa electrica 101 a ser usada.
A este respecto, algunas de las aplicaciones del dispositivo 1, y luego las posibles configuraciones del sistema 100, se describiran a continuacion.
De nuevo con referencia a las figuras 1 y 2, se describira a continuacion el dispositivo 1 para transferir energfa electrica desde la fuente de energfa electrica 101 a la carga 102, de acuerdo con una realizacion de la invencion.
El dispositivo 1 comprende una pluralidad de acumuladores de energfa electrica 2 adecuados para ser interpuestos entre la fuente de energfa electrica 101 y la carga 102.
En mas detalle, la pluralidad de acumuladores de energfa electrica 2 comprende al menos un condensador 3 y al menos una bateria recargable 4.
Hasta el final de la presente descripcion, para condensador se entiende un acumulador de energfa electrica capaz de soportar un numero elevado de cargas/descargas de la energfa electrica almacenada en el mismo, es decir, un numero de cargas/descargas mayores de 100.000 ciclos de carga/descarga sin ningun significativo reduccion de capacidad.
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Segun esta definicion, los ejemplos de condensadores pueden ser: supercondensador, condensador electrico de doble capa EDLC (del acronimo ingles Electric Double-Layer Capacitor), ultracondensador, condensador de litio, condensador de doble capa, condensador de pelicula fina, hibrido de iones de litio condensador, ultrabateria, etc.
Ademas, para el fin de la presente descripcion, para bateria recargable se entiende cualquier acumulador recargable de energia electrica. Ejemplos de baterias recargables son: acumulador de litio, acumulador de plomo, acumulador de niquel cadmio, acumulador hibrido de niquel metalico (Ni-MH del acronimo ingles Nickel-MetalHybrid), acumulador VanOx, pila de combustible, etc.
Volviendo a la realizacion de las figuras 1 y 2, el dispositivo 1 tambien comprende una primera conexion electrica de carga t1 de dicho al menos un condensador 3 adecuada para conectar dicho al menos un condensador 3 a la fuente de energia electrica 101.
Debe observarse que la primera conexion electrica de carga t1 esta configurada para abrirse/cerrarse, como se describira a continuacion, para permitir la transferencia de energia electrica desde dicha fuente de energia electrica 101 a dicho al menos un condensador 3.
Con este fin, en una realizacion, la primera conexion electrica t1 esta provista de un primer interruptor electrico sw1, por ejemplo, un transistor en tecnologia MOS, como se muestra en la figura 2.
En otras realizaciones, el primer interruptor electrico sw1 podria ser un conmutador binario o analogico u otro dispositivo equivalente.
De acuerdo con realizaciones adicionales (no mostradas en las figuras), la primera conexion electrica de carga t1 puede carecer de un conmutador explicito y puede abrirse/cerrarse mediante el uso de conmutadores implicitos, como configuraciones circuitales ad hoc que usan diodos u otros.
El dispositivo 1 tambien comprende una segunda conexion electrica de carga t2 de dicha al menos una bateria recargable 4 adecuada para conectar dicha al menos una bateria recargable 4 a la fuente de energia electrica 101.
Debe observarse que la segunda conexion electrica de carga t2 esta configurada para ser abierta/cerrada, como se describira a continuacion, para transferir energia electrica desde dicha al menos una fuente de energia electrica 101 a dicha al menos una bateria recargable 4.
Con este fin, en una realizacion, la segunda conexion electrica t2 esta provista de un segundo interruptor electrico sw2, por ejemplo, un transistor en tecnologia MOS, como se muestra en la figura 2.
En otras realizaciones, el segundo conmutador electrico sw2 podria ser un conmutador binario o analogico u otro dispositivo equivalente.
Segun otras realizaciones (no mostradas en las figuras), la segunda conexion electrica de carga t2 puede carecer de un conmutador explicito y puede abrirse/cerrarse mediante el uso de conmutadores implicitos, como configuraciones circuitales ad hoc que usan diodos u otros.
El dispositivo 1 tambien comprende una primera conexion electrica de descarga s1 de dicho al menos un condensador 3 adecuada para conectar dicho al menos un condensador 3 a la carga 102.
Debe observarse que la primera conexion electrica de descarga s1 esta configurada para abrirse/cerrarse para transferir energia electrica desde dicho al menos un condensador 3 a la carga 102.
Con este fin, en una realizacion, la primera conexion electrica de descarga s1 esta provista de un tercer interruptor electrico sw3, por ejemplo, un transistor en tecnologia MOS, como se muestra en la figura 2.
En otras realizaciones, el tercer conmutador electrico sw3 puede ser un conmutador binario o analogico u otro dispositivo equivalente.
Segun realizaciones adicionales (no mostradas en las figuras), la primera conexion electrica de descarga s1 puede carecer de un conmutador explicito y puede abrirse/cerrarse mediante el uso de conmutadores implicitos, como configuraciones circuitales ad hoc que usan diodos u otros.
El dispositivo 1 comprende una segunda conexion electrica de descarga s2 de dicha al menos una bateria recargable 4 adecuada para conectar dicha al menos una bateria recargable 4 a la carga 102.
Debe ser observado que la segunda conexion electrica de descarga s2 esta configurada para ser abierta/cerrada para transferir energia electrica desde dicha al menos una bateria recargable 4 a la carga 102.
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Con este fin, en una realizacion, la segunda conexion electrica de descarga s2 esta provista de un cuarto conmutador electrico sw4, por ejemplo, un transistor en tecnologfa MOS, como se muestra en la figura 2.
De acuerdo con otras realizaciones, el cuarto conmutador electrico sw4 puede ser un circuito de interrupcion (interruptor) analogico binario u otro dispositivo equivalente.
De acuerdo con realizaciones adicionales (no mostradas en las figuras), la segunda conexion de descarga electrica s2 puede carecer de un interruptor explfcito y puede ser abierto/cerrado por el uso de interruptores implfcitos, como configuraciones circuitales ad hoc utilizando diodos u otros.
Volviendo en general al dispositivo 1, que tambien comprende una unidad de control 5 (mostrada solo en la figura 2) conectado operativamente a dicho al menos un condensador 3, a dicha al menos una baterfa recargable 4, a dicha primera conexion electrica de carga t1 (por ejemplo, al primer interruptor electrico sw1, en la realizacion de la figura 1), a dicha segunda conexion electrica de carga t2 (por ejemplo, al segundo interructor electrico SW2, en la realizacion de la figura 1), a dicha primera conexion electrica de descarga s1 (por ejemplo, al tercer interruptor electrico sw1, en la realizacion de la figura 1), a dicha segunda conexion electrica de descarga s2 (por ejemplo, al cuarto interruptor electrico sw4, en la realizacion de la figura 2).
Como se muestra en la figura 2, la unidad de control 5 tambien esta operativamente conectada a la fuente de energfa electrica 101.
Para el fin de la presente descripcion, para la unidad de control 5 se entiende tanto una unidad de control programable, por ejemplo un microprocesador o un microcontrolador, como una unidad de control no programable, por ejemplo un circuito logico combinatorio con umbrales de tensiones electricas, ambos configurados para llevar a cabo las etapas del metodo para transferir energfa electrica desde la fuente de energfa electrica 101 a la carga 102 de acuerdo con la presente invencion, que se describira a continuacion.
Con referencia ahora tambien a las figuras 3 y 4, de acuerdo con una realizacion, el dispositivo 1 tambien comprende una primera etapa de adaptacion electrica A1 anadida en la primera conexion electrica de carga t1, por ejemplo aguas abajo del primer interruptor electrico sw1.
La primera etapa de adaptacion electrica A1 esta configurada convenientemente para ajustar la energfa electrica transferible desde la fuente de energfa electrica 101 a dicho al menos un condensador 3 basado en el tipo de recarga de dicho al menos un condensador 3.
De acuerdo con diferentes realizaciones, la primera etapa de adaptacion A1 puede incluir, alternativamente, entre ellos, un convertidor de CC/CC, un convertidor de CA/CC, una interfaz pasiva (por ejemplo, redes resistivas).
En una realizacion adicional, la primera etapa de adaptacion A1 puede incluir un dispositivo MPPT (del ingles Maximum Power Point Tracker), o un dispositivo configurado para extraer de fuentes de energfa electrica de tipo "harvesting" ("energy harvesting"), o energfa raspada o recolectada de una fuente de energfa alternativa, por ejemplo, un panel solar, la potencia maxima disponible (Maximum Power Point) para una condicion especffica del entorno (irradiacion solar, velocidad del viento, etc.).
De acuerdo con una realizacion adicional, mostrada siempre en la figura 3, el dispositivo 1 tambien comprende una segunda etapa de adaptacion electrica A2 anadida en la segunda conexion electrica de carga t2, por ejemplo aguas abajo del segundo interruptor electrico sw2.
La segunda etapa de adaptacion electrica A2 esta configurada para ajustar la energfa electrica transferible desde la fuente 101 de energfa electrica a dicha al menos una baterfa recargable 4 de acuerdo al tipo de recarga de dicha al menos una baterfa recargable 4.
De acuerdo con diferentes realizaciones, de manera similar a la primera etapa de adaptacion electrica A1, la segunda etapa de adaptacion A2 puede incluir, alternativamente entre ellos, un convertidor CC/CC, un convertidor CA/CC, una interfaz pasiva o un dispositivo MPPT.
En una realizacion adicional, alternativa a la descrita previamente, el dispositivo 1 puede comprender una unica etapa de adaptacion (no mostrada en las figuras), situada aguas arriba del primer interruptor electrico sw1 y el segundo interruptor electrico sw2, configurado para implementar las funciones tanto de la primera etapa de adaptacion A1 como de la segunda etapa de adaptacion A2.
Con referencia tambien a la figura 4, segun una realizacion adicional, para ser considerada alternativamente o en combinacion con la descrita y mostrada en la figura 3, el dispositivo 1 tambien comprende una tercera etapa de adaptacion electrica A3 colocada en la primera conexion electrica de descarga s1, por ejemplo, aguas arriba del tercer interruptor electrico sw3.
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La tercera etapa de adaptacion electrica A3 es configurada para ajustar la energia electrica transferible desde dicho al menos un condensador 3 a la carga 102 de acuerdo al tipo de carga 102.
De acuerdo con diferentes realizaciones (no mostradas en las figuras), alternativamente entre ellas, la tercera etapa de adaptacion A3 puede comprender, alternativamente, entre ellos, un convertidor de CC/CC, un convertidor de CA/CC, una interfaz pasiva (por ejemplo, redes resistivas ).
Con referencia de nuevo a la realizacion de la figura 4, el dispositivo 1 tambien comprende una cuarta etapa de adaptacion electrica A4 anadida en la segunda conexion electrica de descarga s2, por ejemplo aguas arriba del cuarto interruptor electrico sw4.
La cuarta etapa de adaptacion A4 esta configurada para ajustar la energia electrica transferible desde dicha al menos una bateria recargable 4 a la carga 102 de acuerdo al tipo de tipologia de la carga 102.
De forma similar a la tercera etapa de adaptacion electrica A3, la cuarta etapa de adaptacion electrica A4, de acuerdo con diferentes realizaciones, puede incluir, alternativamente, entre ellos, un convertidor de CC/CC, un convertidor de CA/CC, una interfaz pasiva (por ejemplo, redes resistivas ).
En una realizacion adicional, alternativamente a la descrita anteriormente, el dispositivo 1 puede comprender una unica etapa de adaptacion (no mostrada en las figuras), situada aguas abajo del tercer interruptor electrico sw3 y el cuarto interruptor electrico sw4, configurado para implementar funciones de ambos la tercera etapa de adaptacion A3 y la cuarta etapa de adaptacion A4.
De acuerdo con una realizacion adicional, mostrada con una linea de puntos en la figura 1, el dispositivo 1 puede comprender una tercera conexion electrica de descarga t3 de dicho al menos un condensador 3 entre dicha al menos una bateria recargable 4 y al menos un condensador 3.
La tercera conexion electrica de carga t3, operativamente conectada y controlada por la unidad de control 5, como se describira tambien a continuacion, permite transferir energia electrica a dicho al menos un condensador en el caso de que se haya transferido a la carga 102 toda una cantidad de la reserva de energia electrica previamente almacenada, transferible a la carga 102 en el caso de que la carga 102 muestre una absorcion de energia electrica transitoria mayor que una cantidad de energia electrica suministrada desde dicha al menos una bateria recargable 4.
Debe observarse que la carga 102 puede, por su naturaleza, almacenar energia en varias formas (energia cinetica, energia electrica, energia termica, etc.). Dicha energia almacenada, durante el funcionamiento normal del sistema 100, necesita ser disipada por la carga 102 (en primer lugar, cualquier energia cinetica de cargas tales como motores electricos o partes moviles). La recuperacion de dicha energia puede contribuir positivamente en el equilibrio energetico general del sistema 100 con la ventaja de retrasar los tiempos de recarga de dicho al menos un condensador 3 y dicha al menos una bateria recargable 4.
Para este fin, ha sido considerada la posibilidad de recuperar la energia de la carga 102 transfiriendo tal energia a dicho al menos un condensador 3 y, en el caso de que no sea posible gestionar toda la potencia dirigida a dicho al menos un condensador 3 , transfiriendo la cantidad en exceso de potencia, no manejable por dicho al menos un condensador 3, a dicha al menos una bateria recargable 4.
Por lo tanto, haciendo referencia en particular a la figura 5, de acuerdo con una realizacion, el dispositivo 1 tambien comprende una cuarta conexion electrica de carga t4 de dicho al menos un condensador 3 entre la carga 102 y dicho al menos un condensador 3. La cuarta conexion electrica de carga t4, conectada y controlada operativamente por la unidad de control 5, es adecuada para permitir la transferencia de la energia disipada por la carga 102 a dicho al menos un condensador 3.
De acuerdo con la realizacion de la figura 5, el dispositivo 1 tambien comprende una quinta etapa de adaptacion A5 anadida en la cuarta conexion electrica de carga t4.
La quinta etapa de adaptacion electrica A5 esta configurada para ajustar la energia disipada por la carga 102 transferible desde la carga 102 a dicho al menos un condensador 3 de acuerdo al tipo de la carga 102.
De acuerdo con otra realizacion, el dispositivo 1 puede carecer de la quinta etapa de adaptacion electrica A5.
De acuerdo con una realizacion adicional, mostrada con una linea de puntos en la figura 5, el dispositivo 1 tambien puede comprender una quinta conexion electrica de carga t5 de dicha al menos una bateria recargable 4 entre dicha carga 102 y dicha al menos una bateria recargable 4. La quinta conexion electrica de carga t5, operativamente conectada y controlada por la unidad de control 5, es adecuada para permitir la transferencia de energia disipada por la carga 102 a dicha al menos una bateria recargable 4, en caso de que no sea posible gestionar toda la potencia dirigida a dicho al menos un condensador 3.
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De acuerdo con esta realizacion (mostrada en la figura 5), el dispositivo 1 tambien comprende una sexta etapa de adaptacion electrica A6 anadida en la quinta conexion electrica de carga t5.
La sexta etapa de adaptacion electrica A6 esta configurada para ajustar la energia disipada por la carga 102 transferible desde la carga 102 a dicha al menos una bateria recargable 4 de acuerdo al tipo de dicha al menos una bateria recargable 4.
De acuerdo con realizaciones adicionales (no mostradas en las figuras), el dispositivo 1 puede carecer de la sexta etapa de adaptacion electrica A6.
Haciendo referencia ahora a las figuras 11a y 11b, de acuerdo con una realizacion adicional, debe observarse que la primera conexion electrica de carga t1 y la segunda conexion electrica de carga t2 pueden tener, desde un punto de vista circuital, algunas secciones comunes. Del mismo modo, tambien la primera conexion electrica de descarga s1 y la segunda conexion electrica de descarga s2 pueden tener, desde un punto de vista circuital, algunas secciones comunes.
En la realizacion anterior, la unidad de control 5, no mostrada en las figuras 11a y 11b, es sin embargo configurada para permitir por separado, como en la realizacion de las figuras 1 y 2, la primera conexion electrica de carga t1 entre la fuente de energia electrica 101 y dicho al menos un condensador 3, la segunda conexion electrica de carga t2 entre dicha fuente de energia electrica 101 y dicha al menos una bateria recargable 4, la primera conexion electrica de descarga s1 entre dicho al menos un condensador 3 y la carga 102, la segunda conexion electrica de descarga s2 entre dicha al menos una bateria recargable 4 y la carga 102. Estas conexiones electricas estan representadas con lineas de puntos en la figura 11b.
Debe observarse que la habilitacion de las conexiones electricas anteriores por parte de la unidad de control 5 se puede lograr con cualquiera de las modalidades descritas anteriormente con respecto a las realizaciones de las figuras 1 y 2.
En el caso especifico de las realizaciones de las figuras 11a y 11b, la unidad de control 5 esta configurada para habilitar las diferentes conexiones electricas que activan los conmutadores electricos sw1/sw2, sw1/sw3, sw2/sw4 y sw3/sw4 de los cuales estan equipados las conexiones electricas antes mencionadas o las secciones comunes de las conexiones electricas antes mencionadas. Un ejemplo de disposicion de tales interruptores electricos se muestra en las figuras 11a y 11b.
Finalmente, debe observarse que en la realizacion de las figuras 11a y 11b, el dispositivo 1 comprende, aguas abajo de la fuente de energia electrica 101 y el interruptor electrico sw1/sw2, una etapa de adaptacion de entrada A1/A2 y, aguas arriba de la carga 102, una etapa de adaptacion de salida A3/A4. La etapa de adaptacion de entrada A1/A2 y la etapa de adaptacion de salida A3/A4 son similares a una de las etapas de adaptacion (A1, A2, A3, A4) descritas anteriormente con referencia a la realizacion de las figuras 3 y 4.
Debe observarse que la etapa de adaptacion de entrada A1/A2 y la etapa de adaptacion de salida A3/A4 pueden configurarse convenientemente para recibir, desde la unidad de control 5, una respectiva senal de habilitacion.
Haciendo referencia ahora a la figura 2, debe observarse que, como se describio anteriormente, la gestion del dispositivo 1 se asigna a la unidad de control 5, por ejemplo, un microprocesador programable (pP) o un circuito logico combinatorio con umbral de tensiones electricas (no programable), en el que se almacenan instrucciones para ejecutar el metodo para transferir energia electrica desde la fuente de energia electrica 101 a la carga 102 (en particular, la etapa de recarga y la etapa de descargar dicho al menos un condensador 3 y dicha al menos una bateria recargable), como se detallara mas adelante.
En la realizacion de la figura 2, la unidad de control 5 (microprocesador), a traves de una pluralidad de salidas u1-u5, esta configurada para controlar los conmutadores electricos sw1, sw2, sw3, sw4 y tambien un quinto conmutador electrico sw5, descrito como transistores en tecnologia MOS.
Ademas, la unidad de control 5 (microprocesador), a traves de una pluralidad de entradas i6-i7, esta configurada para monitorizar la tension electrica de los terminales de dicho al menos un condensador 3 y dicha al menos una bateria recargable 4.
Siempre con referencia a la figura 2, el dispositivo 1 tambien comprende un amplificador operacional AMP configurado para evaluar la potencia generada en un dado tiempo por la fuente de energia electrica 101 (por ejemplo, un panel solar). Para eso, la unidad de control 5, cerrando el interruptor sw5, cortocircuita la corriente electrica del panel solar con una resistencia de bajo valor R (es decir, un valor apropiado para hacer casi cero la tension electrica a sus terminales, por ejemplo, menos de 10 ohmios) que proporciona una caida de tension electrica a la entrada del amplificador operacional AMP proporcional a la corriente electrica proporcionada por la fuente de energia electrica 101 (panel solar).
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Disenando adecuadamente el valor de resistencia R y el voltaje de referenda Vref impuesto a la entrada inversora del amplificador operacional AMP, es posible obtener un comparador de umbral adecuado para proporcionar una senal binaria al control 5 (microprocesador) en funcion de la energia electrica (corriente electrica) proporcionada por la fuente de energia electrica 101 (por ejemplo, un panel solar), por lo tanto, una indicacion de la potencia electrica suministrable en un momento dado por el panel solar.
Ademas, la unidad de control 5, que activa a intervalos regulares el quinto interruptor electrico sw5 y verifica la salida del comparador (amplificador operacional AMP), esta configurado para recibir una indicacion de la potencia electrica que puede ser suministrada por la fuente de energia electrica 101 (panel solar) y, por lo tanto, ejecute instrucciones especificas para realizar los pasos de carga y descarga de dicho al menos un condensador 3 y dicha al menos una bateria recargable 4.
Haciendo referencia de nuevo a la figura 2, debe observarse que un primer convertidor CC/CC colocado aguas arriba de la carga 102 esta configurado para ser activado por una senal de comando externa ET ("external trigger") activada en el momento en que se solicita el suministro electrico de la carga 102. El primer convertidor DC/DC DC1 puede proporcionar el valor de voltaje electrico o el valor de corriente electrica adecuado para suministrar electricamente de forma adecuada la carga 102 independientemente del nivel de voltaje electrico de dicho al menos un condensador 3 o de dicho al menos una bateria recargable 4.
La puerta logica OR P-OR esta configurada para permitir la activacion de un segundo convertidor DC/DC DC2 situado aguas abajo de la fuente de energia electrica 101 (panel solar) en relacion con la activacion de uno entre dicho primer interruptor electrico sw1 y dicho segundo interruptor electrico sw2.
Con referencia ahora al sistema 100 descrito anteriormente y al diagrama de bloques de la figura 6 y de la figura 7, ahora se describe un metodo para transferir energia electrica, especificada como un todo con la referencia numerica 600, desde la fuente de energia electrica 101 a la carga 102 por medio de una pluralidad de acumuladores de energia electrica 2 interpuestos entre la fuente de energia electrica 101 y la carga 102, o mediante el uso del dispositivo 1.
Como se describio anteriormente, se recuerda que la pluralidad de acumuladores de energia electrica 2 comprende al menos un condensador 3 y al menos una bateria recargable 4. Ejemplos de dicho al menos un condensador 3 y dicha al menos una bateria recargable 4 se han mostrados anteriormente.
Con referencia a las figuras 6 y 7, de acuerdo con una realizacion, el metodo 600 para transferir energia electrica, de aqui en adelante tambien simplemente el metodo 600, comprende una etapa simbolica de comienzo ST.
Ademas, el metodo 600 incluye una etapa de deteccion 601, por parte de la unidad de control 5, de un valor QER representativo de la cantidad de energia electrica que puede ser entregada por la fuente de energia electrica 101.
Para el fin de esta descripcion para "energia electrica que puede suministrarse" se entiende tanto la cantidad de energia electrica que suministra la fuente de energia electrica 101 como la cantidad de energia electrica detectable por la fuente de energia electrica, incluso cuando la fuente de energia electrica todavia no esta suministrando energia electrica (la deteccion puede tener lugar, por ejemplo, mediante la deteccion del voltaje electrico sin carga).
Debe observarse que el valor representativo de la cantidad de energia electrica que puede suministrarse por la fuente de energia electrica 101 tambien puede proporcionarse mediante una deteccion no ejecutada directamente sobre la fuente de energia electrica 101, que se ejecuta, por ejemplo, por:
- un sensor de brillo cuya salida es probablemente proporcional a la corriente electrica proporcionada por una fuente de energia electrica representada, por ejemplo, por un panel solar;
- una entrada diferente de la fuente de alimentacion, o diferentes conectores en caso de que hubiera dos entradas separadas a diferentes potencias para suministrar el dispositivo 1;
- un dispositivo electronico configurado para indicar a la unidad de control 5 la disponibilidad de corriente electrica que puede proporcionar la fuente de alimentacion.
Ademas, siempre con el objetivo de esta descripcion, la cantidad de energia electrica que puede proporcionarla fuente de energia electrica 101 se refiere a cada cantidad electrica detectable como, por ejemplo, la corriente electrica entregada, la tension sin carga, la relacion entre la tension electrica y la corriente electrica relacionadas con el nivel de carga, y asi sucesivamente.
Volviendo al metodo 600, tambien comprende un paso de comparar 602, por la unidad de control 5, el valor detectado QER representativo de la cantidad de energia electrica que puede ser entregada por la fuente de energia electrica 101 con un establecido primer valor de referencia de energia electrica th 1.
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Con mas detalle, debe observarse que el primer valor de referenda de la cantidad de energia electrica th1, de acuerdo con una realizacion, es en funcion de al menos un primer valor umbral de cantidad de energia electrica, por ejemplo de corriente electrica. Esta realizacion se refiere a aplicaciones del sistema 100 en las cuales la carga 102 seria un dispositivo llamado de baja corriente (por ejemplo, corriente electrica inferior a 1 Amper), o, por ejemplo, dispositivos de deteccion de tipologia wireless (wireless sensor device), marcadores brillantes, y asi.
De acuerdo con una realizacion adicional, alternativamente o en combinacion con la anterior, debe observarse que el primer valor de referencia de la cantidad de energia electrica th 1 tambien es en funcion de un segundo valor de umbral establecido de la cantidad de energia electrica manejable por una etapa de adaptacion asignada a la carga de dicho al menos un condensador 3. Esta realizacion se refiere a aplicaciones del sistema 100 en el que la carga 102 es un dispositivo de alta corriente (por ejemplo, corriente electrica mayor que 1 Amperio), o, por ejemplo, vehiculos electricos, herramientas electricas, generadores de paneles solares, etc.
Debe observarse que para "tambien es en funcion de un segundo valor de umbral establecido de la cantidad de energia electrica" se quiere decir, por ejemplo:
- valor de la tension electrica medida por el banco de uno o mas supercondensadores;
- valor de la carga electrica medida por el banco de uno o mas supercondensadores;
- valor de la corriente electrica medida a traves de la inductancia del convertidor DC/DC (si esta presente);
- valor de la corriente electrica medida a traves de uno o mas bobinados del convertidor CC/CC (si esta presente);
- valor del duty-cycle del convertidor CC/CC (si esta presente);
- valor de la frecuencia utilizada por el convertidor CC/CC (si esta presente);
- valor de saturacion del campo magnetico del transformador de CC/CC (si esta presente);
- una o mas senales electricas proporcionadas por la unidad de control 5 configurada para la carga de dicho al menos un condensador 3;
- temperatura alcanzada por un convertidor DC/DC, por ejemplo la primera etapa de adaptacion A1 y/o la segunda etapa de adaptacion A2, asignada a la carga de dicho al menos un condensador 3.
De acuerdo con una realizacion adicional, alternativamente o en combinacion con los descritos anteriormente, el primer valor de referencia de la cantidad de energia electrica establecida es tambien una funcion de un establecido valor umbral de carga electrica de dicho al menos un condensador 3.
Con referencia ahora a la realizacion de la figura 6, en el caso de que el valor QER detectado de la cantidad de energia electrica entregada por la fuente de energia electrica 101 sea inferior a dicho primer valor de referencia de cantidad de energia electrica th 1 (Y), el metodo 600 comprende pasos de :
- habilitar 603, por la unidad de control 5, la primera conexion electrica de carga t1 entre la fuente de energia electrica 101 y dicho al menos un condensador 3;
- suministrar 604 energia electrica a dicho al menos un condensador 3 hasta que alcanza un primer valor QE1 (N) de carga de energia electrica;
- una vez que la energia electrica acumulada por dicho al menos un condensador 3 ha alcanzado ese primer valor establecido de carga de energia electrica QE1 (Y):
- deshabilitar 605, por la unidad de control 5, la primera conexion electrica de carga t1;
- habilitar 606, por la unidad de control 5, la segunda conexion electrica de carga t2 entre la fuente de energia electrica 101 y dicha al menos una bateria recargable 4,
- transferir energia electrica 607 a dicha al menos una bateria recargable 4 hasta alcanzar un segundo valor de carga de energia electrica establecido QE2 (N).
Una vez que alcanza el segundo valor de carga de energia electrica establecido QE2 (Y), el metodo 600, en este punto, finaliza con un paso simbolico de finalizacion ED.
En el caso de que el valor detectado QER representativo de la cantidad de energia electrica que puede ser
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entregada por la fuente de energia electrica 101 sea mayor que dicho primer valor de referenda de la cantidad de energia electrica th 1 (N), el metodo 600 comprende etapas de:
- habilitar 608, por la unidad de control 5, la primera conexion electrica de carga t1 entre la fuente de energia electrica 101 y dicho al menos un condensador 3 y/o la segunda conexion electrica de carga t2 entre la fuente de energia electrica 101 y dicha al menos una bateria recargable 4;
- transferir 609 energia electrica, respectivamente, a dicho al menos un condensador 3 hasta alcanzar el primer valor de carga de energia electrica QE1 y/o a dicha al menos una bateria recargable 4 hasta alcanzar un segundo valor de carga de energia electrica QE2.
Una vez que el primer valor de carga de energia electrica establecido QE1 (Y) y/o dicha al menos una bateria recargable 4 ha alcanzado el segundo valor de carga de energia electrica QE2 (Y), el metodo 600 finaliza con un paso de finalizacion ED.
Debe observarse que la parte del metodo 600 descrita con referencia al diagrama de bloques de la figura 6 es representativa de la etapa de carga ejecutable con el dispositivo 1, descrito anteriormente.
Con referencia tambien al diagrama de bloques de la figura 7, el metodo 600 tambien comprende una etapa simbolica de inicio adicional ST'.
Ademas, el metodo 600 comprende un paso de comparar 701, por la unidad de control 5, el nivel de carga de dicho al menos un condensador 3 con un primer valor de umbral de referencia establecido S1_min. Debe observarse que el primer valor de umbral de referencia establecido S1_min corresponde al nivel de carga minimo de dicho al menos un condensador 3 adecuado para proporcionar energia a la carga 102.
En el caso de que dicho nivel de carga de dicho al menos un condensador 3 sea mayor que dicho primer valor de umbral de referencia S1_min (Y), el metodo 600 comprende los pasos de:
- habilitar 702, por la unidad de control 5, la primera conexion electrica de descarga s1 entre dicho al menos un condensador 3 y dicha carga 102;
- transferir 703 energia electrica desde dicho al menos un condensador 3 a la carga 102 hasta que el nivel de carga de dicho al menos un condensador 3 sea mayor que dicho primer valor de umbral de referencia S1_min (N).
En el caso de que el nivel de carga de dicho al menos un condensador 3 haya alcanzado el primer establecido valor de umbral de referencia S1_min (Y), el metodo 600 comprende los pasos de:
- deshabilitar 704, por la unidad de control 5, la primera conexion electrica de descarga s1;
- habilitar 705, mediante la unidad de control 5, la segunda conexion electrica de descarga s2 entre dicha al menos una bateria recargable 4 y la carga 102;
- transferir 706 energia electrica desde dicha al menos una bateria recargable 4 a la carga 102 hasta que el nivel de carga de dicha al menos una bateria recargable 4 sea mayor que dicho segundo establecido valor de umbral de referencia S2_min (N).
Debe observarse que el segundo establecido valor de umbral de referencia S2_min corresponde al nivel de carga minimo de dicha al menos una bateria recargable 4 adecuada para proporcionar energia a la carga 102.
Una vez que la energia electrica transferida desde dicha al menos una bateria recargable 4 a la carga 102 ha alcanzado el segundo establecido valor de umbral de referencia S2_min (Y), el metodo 600 finaliza con una etapa simbolica adicional de finalizacion ED '.
En el caso de que el nivel de carga de dicho al menos un condensador 3 sea inferior a dicho primer establecido valor umbral de referencia S1_min (N), el metodo 600 comprende etapas, ya descritas anteriormente:
- habilitar 705, mediante la unidad de control 5, la segunda conexion electrica de descarga s2 entre dicha al menos una bateria recargable 4 y la carga 102;
- transferir 706 energia electrica desde dicha al menos una bateria recargable 4 a la carga 102 hasta que el nivel de carga de dicha al menos una bateria recargable 4 sea mayor que dicho segundo establecido valor de umbral de referencia S2_min (N).
Incluso en este caso, una vez que la energia electrica transferida desde dicha al menos una bateria recargable 4 a la carga 102 ha alcanzado el segundo valor de umbral de referencia establecido S2_min (Y), el metodo 600 finaliza con
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una etapa simbolica adicional de finalizacion ED
Debe observarse que la parte del metodo 600 descrita con referencia al diagrama de bloques de la figura 7 es representativa de la etapa de descarga ejecutable con el dispositivo 1, descrito anteriormente.
De acuerdo con una realizacion adicional, no mostrada en las figuras, en el caso de que el valor detectado QER representativo de la cantidad de energia electrica que puede ser entregada por la fuente de energia electrica 101 sea menor que dicho primer valor de referencia de cantidad de energia electrica th 1 y es mayor que dicho valor umbral de segunda cantidad de energia electrica manejable mediante una etapa de adaptacion para cargar dicho al menos un condensador 3, el metodo 600 tambien incluye una etapa posible de proporcionar, por la unidad de control 5, al menos una parte del exceso de cantidad de energia electrica a dicha al menos una bateria recargable 4. De hecho, la parte en exceso de la cantidad de energia electrica manejable mediante una etapa de adaptacion utilizada para cargar dicho al menos un condensador 3 puede proporcionarse (total o parcialmente) a dicha al menos una bateria recargable 4, o no usado.
De acuerdo con una realizacion adicional, alternativamente a la descrita anteriormente, tambien no mostrada en figuras, en el caso de que el valor QER detectado representativo de la cantidad de energia electrica que puede ser entregada por la fuente de energia electrica 101 sea mayor que el primer establecido valor de referencia de cantidad de energia electrica th 1, el metodo 600 puede comprender etapas de:
- habilitar, mediante la unidad de control 5, la primera conexion electrica de carga t1 entre la fuente de energia electrica 101 y dicho al menos un condensador 3 y la segunda conexion electrica de carga t2 entre la fuente de energia electrica 101 y dicha al menos una bateria recargable 4;
- transferir, por la unidad de control 5, energia electrica, respectivamente, a dicho al menos un condensador 3 hasta alcanzar el primer valor de carga de energia electrica QE1, y a dicha al menos una bateria recargable 4 hasta alcanzar el segundo valor de carga de energia electrica establecido QE2.
En mas detalle, la etapa anterior de transferir energia electrica a dicho al menos un condensador 3 y a dicha bateria recargable 4 tambien incluye una etapa de distribuir, por la unidad de control 5, la energia suministrada por la fuente de energia electrica 101 en igual o diferentes partes entre dicho al menos un condensador 3 y dicha al menos una bateria recargable, en funcion del nivel de carga de dicho al menos un condensador 3 o dicha al menos una bateria recargable 4 o una combinacion de los mismos.
De acuerdo con esta realizacion, la etapa de transferir energia electrica a dicho al menos un condensador 3 o a dicha al menos una bateria recargable 4 tambien incluye un paso de transferir, por la unidad de control 5, toda la energia entregada por la fuente electrica 101 a dicho al menos un condensador 3 o dicha al menos una bateria recargable 4 en funcion del nivel de carga de dicho al menos un condensador 3 o dicha al menos una bateria recargable 4 o una combinacion de los mismos.
De acuerdo con una realizacion adicional, no mostrada en figuras, en el caso de que el valor QER detectado representativo de la cantidad de energia electrica que puede ser entregada por la fuente de energia electrica 101 sea mayor que dicho primer valor de referencia de la cantidad de energia electrica establecida, el metodo 600 comprende pasos de:
- habilitar, mediante la unidad de control 5, la segunda conexion electrica de carga t2 entre la fuente de energia electrica 101 y dicha al menos una bateria recargable 4;
- transferir energia electrica a dicha al menos una bateria recargable 4 hasta alcanzar un segundo valor de carga de energia electrica establecido QE2;
- posteriormente, habilitar, mediante la unidad de control 5, la primera conexion electrica de carga t1 entre la fuente de energia electrica 101 y dicho al menos un condensador 3;
- transferir, por la unidad de control 5, energia electrica a dicho al menos un condensador 3 hasta alcanzar un primer valor de carga de energia electrica QE1.
De acuerdo con una realizacion adicional, no mostrada en figuras, en el caso de que el valor detectado QER representativo de la energia electrica que puede ser entregada por la fuente de energia electrica 101 sea mayor que dicho primer valor de referencia de cantidad de energia th 1, el metodo 600 comprende pasos de:
- habilitar, mediante la unidad de control 5, la primera conexion electrica de carga t1 entre la fuente de energia electrica 101 y dicho al menos un condensador 3 o la segunda conexion electrica de carga t2 entre la fuente de energia electrica 101 y dicha al menos una bateria recargable 4;
- transferir de una manera alternativa, por la unidad de control 5, energia electrica, respectivamente, a dicho al
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menos un condensador 3 hasta alcanzar un primer valor de carga de energia electrica QE1 o a dicha al menos una bateria recargable 4 hasta alcanzar un segundo establecido valor de carga de energia electrica QE2, como una funcion de una temporizacion igual o diferente.
De acuerdo con esta realizacion, el metodo 600 tambien comprende una etapa de establecer, por la unidad de control 5, la temporizacion establecida en funcion del estado de carga de dicho al menos un condensador 3 o dicha al menos una bateria recargable 4 o una combinacion de estos.
De acuerdo con una realizacion adicional, en combinacion con cualquiera de los descritos previamente, el metodo 600 tambien comprende una etapa de deteccion, por parte de la unidad de control 5, del tiempo de duracion de la disponibilidad de energia electrica proporcionada por la fuente electrica 101.
De acuerdo con una realizacion adicional, en combinacion con cualquiera de los descritos previamente, en el caso de que la energia electrica se transfiera desde dicha al menos una bateria recargable 4 a dicha carga 102 y la carga 102 muestre transitorios de absorcion de energia electrica mayores que una cantidad de energia electrica que puede ser entregada por dicha al menos una bateria recargable, el metodo 600 puede comprender ventajosamente etapas de:
- habilitar, por la unidad de control 5, la primera conexion electrica de descarga s1 de dicho al menos un condensador 3 entre dicho al menos un condensador y dicha carga 102;
- transferir desde dicho al menos un condensador 3 a dicha carga 102 una cantidad establecida de energia electrica de reserva previamente almacenada en dicho al menos un condensador 3.
Ademas, en caso de que se consuma la cantidad establecida de energia electrica de reserva previamente almacenada en dicho al menos un condensador 3 transferida a dicha carga 102, el metodo 600 comprende etapas de:
- habilitar, mediante la unidad de control 5, una tercera conexion electrica de carga t3 de dicho al menos un condensador 3 entre dicha al menos una bateria recargable y dicho al menos un condensador 3;
- transferir energia electrica desde dicha al menos una bateria recargable 4 a dicho al menos un condensador 3 hasta alcanzar dicha cantidad establecida de energia electrica de reserva previamente almacenada en dicho al menos un condensador 3.
De acuerdo con una realizacion adicional, para ser considerado en combinacion con cualquiera de las realizaciones descritas anteriormente, el metodo 600 tambien comprende etapas de:
- detectar, por la unidad de control 5, la energia electrica que puede ser disipada por la carga 102;
- habilitar, mediante la unidad de control 5, una cuarta conexion electrica de carga t4 de dicho al menos un condensador 3 entre dicha carga 102 y dicho al menos un condensador 3;
- transferir, por la unidad de control 5, dicha energia electrica que puede ser disipada por la carga 102 desde dicha carga 102 a dicho al menos un condensador 3.
El objeto de esta invencion es tambien un producto de programa (codigo de instrucciones) que se puede cargar en una unidad de memoria de una calculadora electrica (por ejemplo la unidad de control 5, en el caso de que sea un microprocesador o un microcontrolador programable) y ejecutable por la unidad de control 5 realizar los pasos del metodo de acuerdo con las diferentes realizaciones descritas previamente.
Se describen ahora algunos ejemplos del uso del metodo 600 y el sistema relacionado 100, de acuerdo con diferentes realizaciones, tambien con el fin de resaltar sus ventajas.
Uso para dispositivos de deteccion en tecnologia wireless (wireless sensors)
Los dispositivos de deteccion en tecnologia wireless (denominados wireless sensors) comprenden dispositivos o mas en generales sistemas configurados para elaborar, transmitir y recibir informacion con la posibilidad de ser independientes de una fuente de energia electrica externa (fuente de suministro de energia).
La mayoria de estos dispositivos o sistemas son alimentados por generadores "harvesting" como paneles solares, generadores termoelectricos, turbinas de viento, generadores piezoelectricos, generadores de ondas acusticas, a traves de ondas electromagneticas, y asi sucesivamente.
En la mayoria de los casos, las potencias involucradas estan debajo del vatio y las dimensiones particularmente reducidas.
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Dado que no siempre la energia de la fuente de energia electrica (principalmente, de los paneles solares) esta siempre disponible, para permitir un funcionamiento normal del sistema es necesario introducir dispositivos de acumulacion de energia electrica capaces de hacer frente a los periodos de falta de energia de los generadores con el objetivo de obtener un sistema que necesita el menor mantenimiento posible y puede ser alimentado de manera eficiente durante un periodo de tiempo considerable sin la necesidad de una intervencion externa.
Otra consideracion es que una parte de estos dispositivos o sistemas requieren una potencia minima en la mayor parte del tiempo y potencias de ordenes de magnitud mayores durante breves instantes de tiempo. Esto ocurre durante los periodos en que el sistema esta en fase de transmision y luego las potencias involucradas aumentan incluso durante breves instantes de tiempo.
A este respecto, el metodo 600 y el sistema relacionado 100 objeto de esta invencion se pueden usar convenientemente.
De hecho, durante la etapa de carga, o cuando el generador harvesting proporciona un excedente de energia electrica que el sistema no usa inmediatamente, es posible elegir entre dos metodos de carga.
En el caso de que dicho excedente de energia electrica sea inferior a un umbral de referencia, procede en primer lugar cargar dicho al menos un condensador (supercondensador) hasta alcanzar un respectivo umbral maximo (QE1) y posteriormente de dicha al menos una bateria recargable 4 hasta alcanzar un respectivo umbral maximo (QE2).
Al contrario, en el caso de que el excedente de energia electrica sea mayor que un umbral de referencia dado, es posible elegir los siguientes metodos de carga:
- cargar en paralelo los dispositivos acumuladores de energia electrica (dicho al menos un condensador 3 y dicha al menos una bateria recargable 4), eventualmente con diferentes porcentajes de carga.
- cargar paralelamente ambos dispositivos acumuladores (dicho al menos un condensador 3 y dicha al menos una bateria recargable 4), eventualmente con porcentajes de carga en funcion del nivel de carga alcanzado por uno u otro dispositivo acumulador de energia electrica o una combinacion de ambos;
- establecer la prioridad de carga a dicha al menos una bateria recargable, porque necesita una corriente electrica de entrada minima para ser recargada de manera eficiente;
- alternando la carga entre los dos dispositivos acumuladores, tal vez con diferentes ciclos de trabajo;
- cargar uno u otro de los dispositivos acumuladores de energia electrica (dicho al menos un condensador 3 y dicha al menos una bateria recargable 4) en relacion con el nivel de carga alcanzado por uno u otro o una combinacion de los mismos.
Durante la etapa de descarga, o cuando el generador harvesting no proporciona suficiente energia electrica para alimentar electricamente al sistema 100, dicho al menos un condensador 3 (supercondensador) se asignara para proporcionar toda la energia electrica solicitada por el sistema (carga). Posteriormente, al alcanzar un umbral minimo de carga electrica de dicho al menos un condensador 3, el sistema (carga) es alimentado electricamente por dicha al menos una bateria recargable 4.
Este metodo de gestion de la energia electrica muestra la ventaja de que, en la mayoria de los casos, la energia electrica acumulada en dicho al menos un condensador 3 (supercondensador) es suficiente para satisfacer las necesidades de suministro electrico del sistema 100 suponiendo que el sistema ha sido dimensionado de una manera que en la mayoria de los casos el generador harvesting puede asegurar la carga de dicho al menos un condensador. La energia electrica de dicha al menos una bateria recargable 4 se usara solamente en esas circunstancias cuando el generador harvesting no puede proporcionar suficiente energia electrica para la carga periodica de dicho al menos un condensador 3 (por ejemplo, en caso de los paneles solares que durante el mal tiempo no proporcionan suficiente energia electrica para el correcto funcionamiento del sistema).
Ademas, en algunos sistemas, la absorcion de energia electrica puede aumentar enormemente en ciertos instantes de tiempo, tipicamente durante la transmision de informacion por radio. En ese caso, el cambio de suministro de energia desde dicho al menos un condensador 3 a dicha al menos una bateria recargable 4 debe hacerse con un umbral de referencia capaz de almacenar una adecuada carga residual disponible en dicho al menos un condensador 3. Esta carga sera utilizada para hacer frente a los picos de absorcion que no son manejables por dicha al menos una bateria recargable 4 sola.
Uso para marcadores luminosos
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Los denominados marcadores luminosos son dispositivos utilizados para la senalizacion o para fines decorativos (por ejemplo, elementos brillantes para senalizacion vial, marcapasos, baldosas brillantes, alumbrado publico).
La mayoria de estos dispositivos estan equipados con LED debido a su uso practico, alta eficiencia de luz, dimensiones reducidas y larga vida util.
Estos marcadores brillantes pueden ser alimentados ventajosamente por acumuladores de energia electrica proveniente de paneles solares u otras fuentes de suministro electrico (energy harvesting).
Dependiendo de la disponibilidad de energia electrica proporcionada por el panel solar, el paso de cargar el dispositivo (carga) se realizara de la misma manera que se muestra para el uso de sensores wireless.
Durante la etapa de descarga, el dispositivo led sera alimentado por la energia electrica almacenada en dicho al menos un condensador 3 hasta alcanzar un umbral de referencia inferior, mientras que en el siguiente estara suministrado por la energia electrica proporcionada por dicha al menos una bateria recargable 4 (acumulador quimico). El marcador luminoso led puede disenarse para usar solo la carga electrica almacenada en dicho al menos un condensador 3, que puede dimensionarse para almacenar energia electrica procedente de un panel solar.
En caso de carga insuficiente debido a poca luz (nubes, nieve, etc.), el marcador luminoso puede ser alimentado por dicha al menos una bateria recargable.
Cabe senalar que la misma metodologia puede ser utilizada convenientemente para gestionar la acumulacion de energia electrica en alumbrado publico suministrado por paneles solares u otros generadores harvesting.
Uso para automoviles - vehiculos electricos
Actualmente los vehiculos electricos suministrados solo por energia electrica o hibridos (motor de combustion interna y electrico) utilizan como fuente o principal fuente de energia electrica, acumuladores quimicos (en la mayoria de los casos, acumuladores de litio, plomo, Ni-Cd o vanadio). Los supercondensadores se utilizan principalmente en combinacion con estos ultimos para hacer frente al pico de corriente electrica solicitado durante la aceleracion y, a veces, se utilizan para la recuperacion de la energia cinetica del vehiculo durante el frenado. La eleccion del acumulador esta relacionada con la capacidad de almacenamiento de energia y actualmente recae en las baterias quimicas dada su energia especifica que normalmente es mas de un orden de magnitud en comparacion con los supercondensadores. Esto implica una mayor autonomia y, por lo tanto, un mayor numero de kilometros a plena carga.
Excepto algunos prototipos para usos especificos, no hay automoviles que prevean un suministro exclusivo de supercondensadores.
Esto se debe a su baja energia electrica especifica, asi como a su mayor costo en relacion con una energia electrica almacenable equivalente.
Sin embargo, existen ventajas de suministrar un vehiculo exclusivamente con supercondensadores: el primero esta relacionado con su vida util que, cuando se mide tanto en numero de cargas/descargas como en longevidad, es varios ordenes de magnitud mayor; el segundo es la posibilidad de recargarlos completamente con tiempos de ordenes de magnitud inferiores.
Por lo tanto, de acuerdo con el metodo y el sistema de la invencion, es posible complementar los acumuladores quimicos tradicionales con un conjunto de supercondensadores con suficiente capacidad para proporcionar la energia electrica necesaria para que el vehiculo viaje una fraccion de los kilometros cubiertos con el acumulador quimico. Suponiendo que se combine un conjunto de condensadores con un peso similar al del conjunto de acumuladores quimicos, podria viajar actualmente alrededor del 10% de la autonomia provista por las baterias quimicas.
Las razones para esa solucion de diseno, o para combinar un numero de supercondensadores capaces de suministrar el vehiculo por un numero significativo de kilometros, es que en la mayoria de los usos no viaja la totalidad de la autonomia kilometros, mucho menos.
Las ventajas son por lo tanto:
- reduccion drastica del numero de carga/descarga del acumulador quimico y, por lo tanto, mayor vida util;
- menor tiempo de carga.
Durante el tiempo de carga, pueden ocurrir dos situaciones posibles: carga de la estacion de recarga de alta potencia, tipica de las estaciones publicas de carga, en la que la corriente electrica que puede entregarse es de
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ordenes superiores a la disponible en casas privadas y recarga a traves de toma domestica donde la disponibilidad electrica es limitada (generalmente no mas de 3/4 kWh).
Durante el paso de la carga, si la disponibilidad de energia electrica es limitada, es posible dar prioridad de carga a los supercondensadores, de modo que si el vehiculo se utiliza antes de la carga completa de ambos acumuladores (supercondensadores y acumuladores quimicos) los supercondensadores serian utilizados, evitando descargar los acumuladores quimicos (baterias).
Cabe senalar que si la recarga se realizara a traves de una estacion de recarga de alta potencia se recargarian en paralelo ambos acumuladores de energia electrica ya que la potencia es suficiente para proporcionar la maxima potencia electrica manejable mediante una etapa de adaptacion asignada al control de la recarga de supercondensadores y mientras tanto por la unidad de control de recarga de los acumuladores quimicos.
El metodo de la invencion permite optar por una recarga secuencial (supercondensador - acumulador quimico) o una recarga paralela.
El dispositivo 1 del sistema 100 se puede usar para suministrar sistemas de transporte de personas y objetos.
La recarga del sistema acumulador se realizara segun la disponibilidad de la fuente de suministro y el tiempo de carga esperado. Para paradas de recarga cortas y si la disponibilidad de la fuente no es suficiente para recargar ambos acumuladores, se dara prioridad a la recarga del supercondensador, despues de alcanzar el umbral de carga superior, la carga se dirigira al acumulador de productos quimicos.
Durante la etapa de descarga, es decir, durante el uso del vehiculo, los supercondensadores proporcionaran la energia requerida hasta que el nivel de carga no alcance un umbral minimo que retenga una carga residual. La carga residual se usara en paralelo a la energia suministrada por el acumulador quimico para hacer frente a los picos de absorcion debido, por ejemplo, a las fases de aceleracion del vehiculo.
Una vez que el nivel de carga alcanza este umbral minimo, el vehiculo sera alimentado por baterias quimicas con la eventual ayuda de dicha energia residual de supercondensadores.
Para restaurar periodicamente dicha energia residual de supercondensador asignada para hacer frente a los picos de absorcion, el acumulador quimico recargara esta cantidad de energia durante los periodos en que la carga no absorba la corriente maxima que puede ser entregada por el acumulador quimico. La cantidad de energia residual del supercondensador que se asignara para los picos de absorcion se puede calcular como el excedente de energia requerido para el vehiculo que se necesita para acelerar (suponiendo pasar de una cierta velocidad a una mayor en un periodo de tiempo razonable). Reservar una mayor cantidad de energia tiene la ventaja de hacer frente a una mayor aceleracion, pero reduce la cantidad de energia disponible para el suministro exclusivo de supercondensadores.
Con referencia a la figura 8, en la etapa de recarga, la carga 102 sera suministrada por el acumulador quimico 4 a traves de un interruptor electrico Asw. Durante los picos de absorcion, la energia residual en el supercondensador 3 proporcionara el excedente de energia electrica a la carga 102 a traves de un interruptor electrico adicional SWC por lo que el acumulador quimico 4 no puede proporcionar.
El acumulador quimico 4 puede recargar el supercondensador 3 de la cantidad de energia electrica asignada para hacer frente a los picos de absorcion de carga mediante otro conmutador unidireccional electrico swA-C.
En el caso de que la carga 102 produzca energia electrica (como en el caso de la recuperacion de energia electrica durante el frenado), la energia electrica producida se almacenara en el supercondensador 3 a traves del interruptor electrico adicional swC y en caso de que la energia electrica generada por la carga 102 es mayor que la capacidad maxima de gestion de la unidad de control 5 de la recarga del supercondensador, el excedente se dirigira al acumulador quimico 4 a traves del interruptor electrico Asw o alternativamente no se recuperara.
Dependiendo de la configuracion de la unidad de control electronico 5 de los interruptores electricos (mostrada esquematicamente en la figura 8), pueden representarse por ambos elementos pasivos como circuitos activos. En el ultimo caso, pueden estar representados, por ejemplo, por transistores en tecnologia MOS, convertidores dc/dc unidireccionales o bidireccionales y combinaciones entre ellos.
Uso para herramientas electricas/electrodomesticos
El metodo de la invencion puede usarse para gestionar la carga y descarga de herramientas electricas y aparatos inalambricos.
En estos dispositivos existe el problema del numero limitado de cargas/descargas que es posible hacer, relacionado con la tecnologia de baterias quimicas.
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Dependiendo del modelo, el numero total de cargas/descargas es del orden de algunos cientos.
Al combinar un conjunto de supercondensadores capaces de contener una fraccion de la capacidad de energia de las baterias quimicas, puede disminuir el numero de cargas/descargas de este ultimo. Es razonablemente concebible que la mayoria de los usos no aprovechen la autonomia energetica total, sino solo una pequena fraccion antes de volver a cargarse.
Ademas, la presencia de supercondensadores puede ser conveniente tambien para hacer frente al pico de absorcion tipico de las situaciones de estres.
Tambien en este caso, dependiendo de la disponibilidad del sistema de suministro, es posible decidir cargar completamente el supercondensador y, posteriormente, la bateria quimica o cargar ambos simultaneamente. En las herramientas y dispositivos electricos wireless que implican la recuperacion de electricidad electrica de masas en movimiento o rotatorias, esa energia electrica se almacenara en el supercondensador como se describe en el parrafo anterior.
Uso en sistemas autonomos/grid-support basados en paneles solares/generadores eolicos
Los sistemas de acumulacion de energia (energy harvesting) para la produccion de energia electrica para uso local o para conectarse a la red electrica se basan principalmente en generadores eolicos o paneles solares. Para poder interconectarse con la red electrica o proporcionar directamente energia al usuario final, es necesario adaptar la salida de dichos generadores para que sean compatibles con valores de voltaje, frecuencia y fase especificos de la red electrica.
Esta conversion se realiza a traves de convertidores activos que transforman el voltaje electrico de los generadores en voltaje electrico requerido por el usuario final o la red, tanto en terminos de voltaje, frecuencia y fase.
En los sistemas independientes, es particularmente necesario para nivelar las fluctuaciones de energia debido a los cambios en la radiacion solar o la velocidad del viento. Para garantizar los valores de salida de la tension electrica, es necesario introducir un elemento de acumulacion de energia electrica para hacer frente a las variaciones de entrada.
Un posible uso del metodo y del sistema de acuerdo con la presente invencion tiene la ventaja de extender la vida util de los acumuladores quimicos (baterias de plomo, litio u otros).
En la figura 9 se muestra un esquema de un sistema para transferir energia electrica desde una fuente de energia electrica 101 (panel solar o turbinas eolicas) a una carga (no mostrada).
El valor del voltaje electrico en la salida de los generadores se adapta al valor de voltaje electrico para cargar uno de los dos dispositivos de acumulacion (acumulador quimico 4 o supercondensadores 3) a traves de un convertidor DC/DC provisto de un MPPT. Siendo generadores harvesting, es util proporcionar un modulo MPPT (Maximum Power Point Tracker) que maximice la eficiencia haciendolo trabajar en el mejor punto de operacion en cada condicion de irradiacion o velocidad del viento. Si en la entrada se aplico una tension electrica alterna como la generada por el alternador de turbinas eolicas, se utilizara como entrada un convertidor CA/CC. La salida extrae la tension de uno de los dos acumuladores y la transforma en el valor requerido (valor de red nominal) a traves de un convertidor CC/CA.
Los pasos de carga y descarga estan regulados con las mismas modalidades vistas anteriormente.
Partiendo de una situacion inicial en la que ambos acumuladores se descargan, el panel solar (seria similar considerando la turbina eolica) recarga primero el supercondensador 3 a traves del convertidor CC/CC hasta alcanzar un umbral de carga maximo. Esto se logra cerrando el interruptor electrico adicional s1 y dejando abierto el interruptor electrico adicional s2. Despues de alcanzar el umbral maximo de carga, procede a cargar el acumulador quimico abriendo el interruptor adicional s1 y cerrando el interruptor adicional s2. Se debe tener en cuenta que si durante la recarga del acumulador quimico el supercondensador 3 se descargaria y luego el nivel de carga disminuiria por debajo del umbral maximo de carga, el panel solar 101 volveria a recargar el supercondensador 3 hasta el limite maximo de carga abriendo el interruptor adicional s2 y cerrando el interruptor adicional s1.
Debe observarse que la descarga de los supercondensadores 3 puede ocurrir a traves de la absorcion por la carga. La descarga puede ser simultanea al paso de carga.
Durante el paso de descarga, el convertidor de CC/CA obtendra la energia requerida primero del supercondensador 3 hasta alcanzar un umbral de carga minimo cerrando el interruptor electrico adicional s3 y abriendo el interruptor electrico adicional s4.
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Despues de alcanzar el umbral de carga minimo, el convertidor de CC/CA obtendra la energia requerida del acumulador quimico abriendo el interruptor electrico adicional s3 y cerrando el interruptor electrico adicional s4.
Para mejorar la eficiencia, la conversion "generador harvesting" - "acumulador" y "acumulador" - "voltaje de red" (carga) es recomendable minimizar los saltos de voltaje entre las dos conversiones. En otras palabras, es necesario garantizar que los voltajes de trabajo de los acumuladores sean similares a los de los generadores harvesting o la tension de salida nominal.
La solucion mas simple permite conectar en serie tanto los acumuladores quimicos 4 como los supercondensadores
3 (figura 10) para aumentar la tension nominal.
Si la conexion en serie de los acumuladores quimicos 4 no presenta problemas especiales, diferente es el enfoque a la conexion en serie de los supercondensadores . Sin la precaucion adecuada, la conexion en serie puede generar diferencias de voltaje entre los supercondensadores debido a pequenas desviaciones de los valores de capacidad nominal. Tales desviaciones resultantes tanto de las tolerancias de fabricacion como de las variaciones temporales debidas a fenomenos de reposicionamiento de cargas dentro del condensador individual, conducen a una variacion de voltaje electrico en los terminales con posibles fallas o vida util acortada.
Para remediar este inconveniente es por lo tanto oportuno, o necesario, introducir una etapa de ecualizacion EQ que mantenga igual el voltaje entre los varios supercondensadores de la serie. Ejemplos de etapas de ecualizacion EQ son: redes disipativas; equilibrado por transformador/inductor; equilibrio capacitivo; a traves de convertidores DC/DC.
A este esquema, es posible anadir una mejora que permita que una porcion de la energia residual del supercondensador 3 pueda usarse en paralelo al acumulador quimico 4 para hacer frente a los picos de absorcion de carga. Esto es util para reducir convenientemente el estres electrico de los acumuladores quimicos durante los picos de absorcion.
El esquema que se muestra en la figura 10 incluye esa posibilidad.
Durante el paso de descarga en el que la carga es suministrada por el acumulador quimico 4, si la absorcion excede un umbral dado, el supercondensador 3 puede usar la carga residual asignada para proporcionar el excedente de energia. En este caso, el convertidor DC/AC' aguas abajo del otro interruptor electrico s3 funcionara proporcionando corriente en paralelo con la salida del convertidor DC/AC" aguas abajo del interruptor electrico adicional s4. Es necesario proporcionar un sincronismo entre los dos convertidores DC/AC' y DC/AC" para que la tension de salida muestre la misma fase.
En el esquema, este sincronismo se resalta con la linea punteada que une los dos convertidores DC/AC' y DC/AC".
En los momentos en que el acumulador quimico 4 no proporciona la corriente maxima que puede suministrarse, puede recargar los supercondensadores 3 para la porcion de carga residual asignada para hacer frente a los picos de absorcion. Esta recarga puede realizarse, por ejemplo, a traves del convertidor DC/DC' aguas abajo de los acumuladores quimicos 4 y aguas arriba de la etapa de ecualizacion EQ de los supercondensadores 3.
Cuando la energia del supercondensador 3 asignada para los picos de absorcion disminuye, el acumulador quimico
4 puede proporcionar su recarga.
Como puede verse, el objeto de la presente invencion se logra porque el metodo y el sistema relacionado superan los inconvenientes de la tecnica conocida descrita, como se ilustra en la presente descripcion, en la que tambien se destacan las ventajas de la invencion.
Una persona experta en la tecnica puede hacer modificaciones y variaciones a las realizaciones del metodo, el dispositivo y el sistema relacionado descrito anteriormente, reemplazando elementos con otros funcionalmente equivalentes para satisfacer requisitos contingentes mientras permanecen dentro del ambito de proteccion de las siguientes reivindicaciones. Cada una de las caracteristicas descritas como pertenecientes a una posible realizacion se puede realizar independientemente de las otras realizaciones descritas.

Claims (18)

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    REIVINDICACIONES
    1. Un metodo (600) para transferir energia electrica desde una fuente de energia electrica (101) a una carga (102) usando una pluralidad de acumuladores de energia electrica (2) interpuestos entre la fuente (101) y la carga (102). Dicha pluralidad de acumuladores electricos (2) consta de al menos un condensador (3) y al menos una bateria recargable (4). El metodo consta de los siguientes pasos:
    - Detectar (601), mediante una unidad de control (5), un valor (QER) representativo de la cantidad de energia electrica que puede ser suministrada por la fuente de energia electrica (101);
    - Comparar (602), mediante la unidad de control (5), el valor detectado (QER) representativo de la cantidad de energia electrica que puede ser entregada por la fuente de energia electrica (101) con un primer valor de referencia preestablecido de cantidad de energia electrica (th 1);
    - En el caso de que el valor detectado (QER) representativo de la cantidad de energia electrica entregada por la fuente de energia electrica (101) sea inferior al primer valor de referencia de la cantidad de energia electrica (th1):
    - Habilitar (603), mediante la unidad de control (5), una primera conexion electrica de carga (t1) entre la fuente de energia electrica (101) y al menos uno de los condensadores (3);
    - Transmitir (604) energia electrica a al menos uno de los condensadores (3) hasta alcanzar un primer valor establecido de carga electrica (QE1);
    - Una vez que la energia electrica acumulada por minimo uno de los condensadores (3) alcanza el primer valor establecido de carga electrica (QE1):
    - Deshabilitar (605), mediante la unidad de control (5), la primera conexion electrica de carga (t1);
    - Habilitar (606) una segunda conexion electrica de carga (t2) entre la fuente de energia electrica (101) y al menos una bateria recargable (4);
    - Transferir (607) energia electrica a al menos a una bateria recargable (4) hasta alcanzar un segundo valor establecido de carga de energia electrica (QE2);
    - En el caso de que el valor detectado (QER) representativo de la cantidad de energia electrica que puede ser entregada por la fuente de energia electrica (101) sea mayor que el primer valor de referencia de la cantidad de energia electrica (th 1):
    - Habilitar (608), mediante la unidad de control (5), la primera conexion electrica de carga (t1) entre la fuente de energia electrica (101) y al menos un condensador (3) y/o la segunda conexion electrica de carga (t2) entre la fuente de energia electrica (101) y al menos una bateria recargable (4);
    - Transferir (609) energia electrica, respectivamente, a al menos uno de los condensadores (3) hasta alcanzar el primer valor de carga de energia electrica (QE1) y/o por lo menos a una de las baterias recargables (4) hasta alcanzar un segundo valor establecido de carga electrica (QE2);
    - Comparar (701), mediante la unidad de control (5), el nivel de carga de al menos un condensador (3) con un primer valor umbral de referencia establecido (S1_min);
    en el caso de que dicho nivel de carga de al menos un condensador (3) sea mayor que el primer valor umbral de referencia establecido (S1_min):
    - Habilitar (702), mediante la unidad de control (5), una primera conexion electrica de descarga (s1) entre al menos un condensador (3) y dicha carga (102);
    - Transferir (703) energia electrica desde al menos un condensador (3) a la carga (102) hasta que el nivel de carga de al menos un condensador (3) haya alcanzado el primer valor umbral de referencia establecido (S1_min);
    en el caso de que el nivel de carga al menos uno de los condensadores mencionados (3) haya alcanzado el primer valor umbral de referencia establecido (S1_min):
    - Deshabilitar (704), mediante la unidad de control (5), la primera conexion electrica de descarga (s1);
    - Habilitar (705), mediante la unidad de control (5), una segunda conexion electrica de descarga (s2) entre al menos una bateria recargable (4) y la carga (102);
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    - Transferir (706) energfa electrica desde al menos una de las baterias recargables (4) a la carga (102) hasta que el nivel de carga de al menos una de las baterias recargables (4) sea mayor que dicho segundo valor umbral de referencia establecido (S2_min).
  2. 2. El metodo (600) de acuerdo con la reivindicacion 1, en el cual el primer valor de referencia de la cantidad de energfa electrica (th 1) esta en funcion de al menos uno de los primeros valores umbral establecidos de la cantidad de energfa electrica.
  3. 3. El metodo (600) segun la reivindicacion 1 o 2, en el cual el primer valor de referencia de la cantidad de energfa electrica (th 1) tambien esta en funcion de un segundo valor umbral de la cantidad de energfa electrica que puede ser gestionado por una etapa de adaptacion destinada a cargar al menos uno de los condensadores (3).
  4. 4. El metodo (600) de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en el que el primer valor de referencia de la cantidad de energfa electrica (th1) esta ademas en funcion de un valor umbral de carga electrica establecido perteneciente a por lo menos uno de los condensadores mencionados (3).
  5. 5. El metodo (600) de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones entre la 1a y la 4a precedentes, en el caso de que el valor detectado (QER) representativo de la cantidad de energfa electrica que puede ser suministrada por la fuente de energfa electrica (101) es menor que el primer valor de referencia de la cantidad de energfa electrica (th 1) y es mayor que el segundo valor umbral de la segunda cantidad de energfa electrica establecida para cargar al menos un condensador, abarcando:
    - Proporcionar, mediante la unidad de control (5), al menos una parte del exceso de la cantidad de energfa electrica a al menos una de las baterias recargables (4).
  6. 6. El metodo (600) de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1a a 4a anteriores, en el cual el valor detectado (QER) representativo de la cantidad de energfa electrica que puede ser suministrada por la fuente de energfa electrica (101) es mayor que el primer valor de referencia de la cantidad de energfa electrica (th1), abarca:
    - Habilitar, mediante la unidad de control (5), la primera conexion electrica de carga (t1) entre la fuente de energfa electrica (101) y al menos un condensador (3) y la segunda conexion electrica de carga (t2) entre la fuente de energfa electrica (101) y al menos una de las baterias recargables (4);
    - Transferir, mediante la unidad de control (5), energfa electrica, respectivamente, a al menos uno de los condensadores (3) hasta alcanzar el primer valor establecido de carga de energfa electrica (QE1) y a al menos una de las baterias recargables (4) hasta alcanzar el segundo valor de carga electrica establecido (QE2).
  7. 7. El metodo (600) segun la reivindicacion 6, en el que la etapa de transferencia de energfa electrica a al menos un condensador (3) y a al menos una bateria recargable (4) consta de una etapa de distribucion, mediante la unidad de control (5), de la energfa transmitida por la fuente de energfa electrica (101) en partes iguales o diferentes entre al menos uno de los condensadores (3) y al menos una de las baterias recargables (4), en funcion del estado de carga de al menos uno de los condensadores (3) o al menos una de las baterias recargables (4), o una combinacion de ambos.
  8. 8. El metodo (600) de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1a a 4a precedentes, en el caso de que el valor detectado (QER) representativo de la cantidad de energfa electrica que puede ser transmitida por la fuente de energfa electrica (101) es mayor que el primer valor de referencia establecido de la cantidad de energfa electrica (th1), consta de los pasos:
    - Habilitar, mediante la unidad de control (5), la segunda conexion electrica de carga (t2) entre la fuente de energfa electrica (101) y al menos una de las baterias recargables (4);
    - Transferir energfa electrica a al menos una de las baterias recargables (4) hasta alcanzar un segundo valor establecido de carga de energfa electrica (QE2);
    - Posteriormente, habilitar, mediante la unidad de control (5), la primera conexion electrica de carga (t1) entre la fuente de energfa electrica (101) y al menos uno de los condensadores (3);
    - Transferir, mediante la unidad de control (5), energfa electrica a al menos un condensador (3) hasta alcanzar un primer valor establecido de carga de energfa electrica (QE1).
  9. 9. El metodo (600) de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1a a 4a precedentes, en el caso de que el valor detectado (QER) representativo de la cantidad de energfa electrica que puede ser entregada por la fuente de energfa electrica (101) es mayor que el primer valor de referencia de la cantidad de energfa electrica establecido (th 1), abarca los pasos de:
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    - Habilitar, mediante la unidad de control (5), la primera conexion electrica de carga (t1) entre la fuente de energia electrica (101) y al menos uno de los condensadores (3) o la segunda conexion electrica de carga (t2) entre la fuente de energia electrica (101) y al menos una de las baterias recargables (4);
    - Transferir de forma alterna, mediante la unidad de control (5), energia electrica, respectivamente, a al menos uno de los condensadores (3) hasta alcanzar un primer valor establecido de carga de energia electrica (QE1), o a al menos una bateria recargable (4), hasta alcanzar un segundo valor de carga de energia electrica (QE2), en funcion de una temporizacion igual o diferente.
  10. 10. El metodo (100) segun la reivindicacion 9, que abarca ademas la etapa de establecer, mediante la unidad de control (5), la temporizacion establecida en funcion del estado de carga de al menos un condensador (3) o de al menos una bateria recargable (4), o una combinacion de ambos.
  11. 11. El metodo (600) segun la reivindicacion 7, en el cual la etapa de transferir energia electrica a al menos un condensador (3) o a al menos una bateria recargable (4) abarca ademas un paso de transferencia, por la unidad de control. (5), toda la energia electrica entregada de la fuente de energia electrica (101) a al menos un condensador (3) o a al menos una bateria recargable (4) en funcion del estado de carga de al menos uno de los condensadores (3) o al menos una de las baterias recargables (4) o una combinacion de ambos.
  12. 12. El metodo (600) de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones precedentes, abarca ademas una etapa de deteccion, por parte de la unidad de control (5), del tiempo de duracion de la disponibilidad de energia electrica proporcionada por la fuente electrica (101).
  13. 13. El metodo (600) de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en el caso de que la energia electrica se transfiera desde al menos una de las baterias recargables (4) a la carga (102) y la carga (102) tenga plazos cortos de absorcion de energia electrica que exceden la cantidad de energia electrica que puede ser entregada por dicha bateria o baterias recargables, consta de los pasos de:
    - Habilitar, mediante la unidad de control (5), la primera conexion electrica de descarga (s1) de al menos un condensador (3) entre dicho condensador o condensadores (3) y dicha carga (102);
    - T ransferir desde al menos un condensador (3) a dicha carga (102) una cantidad establecida de energia electrica de reserva previamente almacenada en al menos un condensador (3).
  14. 14. El metodo (600) segun la reivindicacion 13, en el caso de que la reserva de energia electrica previamente almacenada en al menos uno de los condensadores (3) que se transfiere a la carga electrica (102), se agote, abarca las etapas de:
    - Habilitar, mediante la unidad de control (5), una tercera conexion electrica de carga (t3) de al menos un condensador (3) entre al menos una de las baterias recargables y al menos uno de los condensadores (3);
    - Transferir energia electrica desde al menos una bateria recargable (4) a al menos un condensador (3) hasta alcanzar la cantidad electrica de reserva establecida, previamente almacenada en al menos un condensador (3).
  15. 15. El metodo (600) segun cualquiera de las reivindicaciones precedentes, abarca los pasos de:
    - Detectar, mediante la unidad de control (5), la energia electrica que puede ser disipada por la carga (102);
    - Habilitar, mediante la unidad de control (5), una cuarta conexion electrica de carga (t4) de al menos un condensador (3) entre dicha carga (102) y al menos uno de los condensadores (3);
    - Transferir, por la unidad de control (5), la energia electrica que puede ser disipada por la carga (102) desde dicha carga (102) a al menos un condensador (3).
  16. 16. Un dispositivo (1) para transferir energia electrica desde una fuente de energia electrica (101) a una carga (102), que consiste en:
    - Una pluralidad de acumuladores de energia electrica (2) aptos para ser interpuestos entre la fuente de energia electrica (101) y la carga (102), dicha pluralidad de acumuladores de energia electrica (2) constando de al menos un condensador (3) y al menos una bateria recargable (4);
    - Una primera conexion electrica de carga (t1) de al menos uno de los condensadores (3) apta para conectar el mencionado condensador o condensadores (3) a la fuente de energia electrica (101);
    - Una segunda conexion electrica de carga (t2) de al menos una bateria recargable (4) apta para conectar la
    mencionada bateria o baterias recargables (4) a la fuente de energia electrica (101);
    - Una primera conexion electrica de descarga (s1) de al menos un condensador (3) apta para conectar el mencionado condensador o condensadores (3) a la carga (102);
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    - Una segunda conexion electrica de descarga (s2) de al menos una bateria recargable (4) apta para conectar la mencionada bateria o baterias recargables (4) a la carga (102);
    - Una unidad de control (5) conectada operativamente a al menos uno de los condensadores (3), al menos una 10 bateria recargable (4), la primera conexion electrica de carga (t1), la segunda conexion de carga (t2), la primera
    conexion de descarga (s1), la segunda conexion electrica de descarga (s2), la unidad de control (5) es apta para ser conectada operativamente a la fuente de energia electrica (101), la unidad de control (5) estando configurada para llevar a cabo las etapas del metodo para transferir energia electrica desde la fuente de energia electrica (101) a la carga (102) de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones precedentes 1-15.
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  17. 17. Un sistema (100) para transferir energia electrica desde una fuente de energia electrica (101) a una carga (102) a ser suministrada electricamente, abarcando:
    - Una fuente de energia electrica (101);
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    - Una carga (102);
    - Un dispositivo (1) de acuerdo con la reivindicacion 16, conectado operativamente a la fuente de energia electrica (101) y a la carga (102).
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  18. 18. Un programa, que puede ser cargado en una unidad de memoria de una calculadora electrica (5) y es ejecutable por una unidad de control (5) para llevar a cabo los pasos del metodo de acuerdo con las reivindicaciones 1-15.
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