ES2985029B2 - Instalación generadora de energía para piscinas - Google Patents

Description

DESCRIPCIÓN

Instalación generadora de energía para piscinas

Objeto de la invención

La presente invención se refiere a una instalación generadora de energía para piscinas basado en la implantación de turbinas eléctricas en piscinas.

Estas turbinas aprovechan el flujo constante de agua generado por la bomba de filtración de la piscina para producir energía, que se almacena en baterías y se utiliza en horarios donde el precio de la electricidad sea máximo.

El objeto de la invención es por tanto proporcionar una instalación que optimice el uso de energía, reduzca costos y contribuya a la sostenibilidad ambiental.

Sector de la técnica

La invención se sitúa pues en el ámbito de las instalaciones para piscinas residenciales y comerciales, definiendo un nuevo medio de generación de energía hidroeléctrica que se puede sumar a las energías renovables y sistemas de generación de energía eléctrica actuales.

Antecedentes de la invención

Como es sabido, las piscinas requieren el uso constante de bombas para la filtración del agua, lo que representa un consumo energético considerable.

La realidad es que, hasta la fecha, este flujo de agua solo se utilizaba para recircular el agua filtrada, de modo que no se aprovechaba su energía cinética.

La presente invención propone utilizar este flujo constante de agua para generar energía eléctrica mediante turbinas, almacenándola en baterías para su uso en horarios de precios altos de la electricidad. Esto reduce el costo energético y contribuye a la sostenibilidad medioambiental.Explicación de la invención

La instalación que la invención propone define un nuevo medio de generación de energía hidroeléctrica que se puede sumar a las energías renovables y sistemas de generación de energía eléctrica actuales.

Para ello, partiendo de la estructuración e instalación hidráulica convencional de una piscina, la invención centra sus características en el hecho de que, en puntos de circulación del sistema de filtración de la piscina como el sumidero, los skimmers, el limpiafondos o el circuito de retorno, dependiendo de las características individuales de la piscina irán instaladas en serie con dichas conducciones una o más turbinas hidráulicas.

De forma más concreta, las turbinas pueden ser de flujo cruzado o axial, convirtiendo la energía cinética del agua en energía eléctrica, que es almacenada en baterías de alta eficiencia. El sistema incluye un controlador que optimiza el flujo de agua a través de las turbinas y la carga de las baterías, garantizando un funcionamiento eficiente y continuo.

El sistema también incorpora un software que, conociendo los precios de la energía para el día siguiente, calcula las horas de depuración necesarias para cada piscina, maximizando la generación de electricidad durante las horas en las que el precio de la electricidad sea mínimo para su uso en horas pico de precio.

A diferencia de otros sistemas de generación de energía, como la energía solar, este sistema utiliza infraestructura existente (la piscina) y no depende de condiciones climáticas, lo que puede ser una ventaja significativa en determinadas regiones, además de suponer un proceso de amortización sensiblemente más corto.

El impacto ambiental del sistema es mínimo, ya que utiliza el flujo de agua existente sin necesidad de nuevos recursos hídricos. Contribuye a la sostenibilidad al reducir la dependencia de fuentes de energía no renovables y disminuir la huella de carbono de las instalaciones de piscinas.

Descripción de los dibujos

Para complementar la descripción que seguidamente se va a realizar y con objeto de ayudar a una mejor comprensión de las características del invento, de acuerdo con un ejemplo preferente de realización práctica del mismo, se acompaña como parte integrante de dicha descripción, un juego de planos en donde con carácter ilustrativo y no limitativo, se ha representado lo siguiente: La figura 1.- Muestra un diagrama esquemático de la instalación completa de la invención aplicada a una piscina.

La figura 2.- Muestra un detalle de la instalación a nivel de una de las turbinas.

Realización preferente de la invención

A la vista de las figuras reseñadas, puede observarse como la instalación de la invención está destinada a ser implantada en una piscina (1), del tipo de las que incluyen tres circuitos de aspiración de agua de la piscina y un circuito de retorno del agua limpia o llenado de misma. Estos circuitos consisten en un primer circuito (2) de aspiración de agua de la piscina que recoge el agua superficial y la suciedad que flota sobre la misma a través de unos skimmers (3) situados sobre la zona superior de la piscina.

El segundo circuito (4) se conecta al sumidero (5) de la piscina, mientras que el tercer circuito (6) de aspiración se conecta a una toma (7) intermedia en altura, para conexión selectiva de la manguera de aspiración de un equipo limpiafondos.

Todos estos circuitos se conectan en paralelo a través de una conducción común (10) a una bomba (11), asociada a un sistema de filtrado que se conecta a un circuito de impulsión de agua o retorno que devuelve el agua filtrada a la piscina.

Pues bien, a partir de esta estructuración convencional, la invención se centra en la inclusión de al menos una turbina (18-18’-18”-18’’’) en correspondencia con cualquiera de las secciones del circuito de aspiración o retorno de agua (2-4-6-15).

Dicha turbina o turbinas estarán conectadas a una electrónica de control, adaptación y gestión (21), a través de la que se almacena la energía generada en unas baterías (22), de modo que dicha energía a través de un software de control que analiza los precios de la energía para el día siguiente, calcula las horas de depuración necesarias para cada piscina, maximizando la generación de electricidad durante las horas en las que el precio de la electricidad sea bajo, de modo que dicha electricidad acumulada pueda reaprovecharse en horas pico de precio o para ser inyectada a la red (24) previamente a su adaptación por medio de un inversor (23).

Tal y como se ha dicho con anterioridad, la turbina podrá ser indistintamente de flujo cruzado o axial.

A modo meramente ejemplario, una piscina con una bomba (11) de 1 caballo de potencia con una tubería de 5 centímetros de diámetro, y un caudal de entre 170 y 265 litros por minuto, funcionando aproximadamente 4 horas al día, tiene un consumo aproximado de 3kW/h.

Pues bien, con los valores asumidos, una turbina axial instalada en el sumidero de la piscina podría producir aproximadamente 70 W/h de energía eléctrica. Esto se basa en un caudal de 0.01 m% y una diferencia de presión de 10 kPa, con una eficiencia del 70%.

A partir de esta estructuración, y aprovechando la diferencia de precios de la energía entre horas pico y horas valle, y haciendo coincidir las horas de limpieza de la piscina con las horas de precio valle, utilizando la energía almacenada en las baterías en horas de precio máximo, permitiría ahorrar una potencia del orden de 220 kW mes.

La instalación así descrita puede integrarse en instalaciones de depuración más sofisticadas, como la mostrada en la figura 1, en la que todos los circuitos de aspiración y retorno están asistidos por manómetros electrónicos (8-8’-8’’-8’’’), así como respectivas electroválvulas (9-9’-9’’) estando tanto los manómetros electrónicos (8-8’-8’’) como las electroválvulas (9-9’-9’’) controladas por la electrónica de control, adaptación y gestión (21) que incluirá un módulo de comunicaciones (13) con un servidor externo (14).

La conducción de salida (16) de la bomba (11) así como el circuito de impulsión de agua o retorno (15) se conectan a una válvula selectora (17) motorizada, también controlada por la electrónica de control, adaptación y gestión (21), en la que participa un selector de seis posiciones en función de las siguientes funciones:

• Filtrado.

• Lavado.

• Vaciado.

• Cerrado.

• Recirculación.

• Enjuagado.

Esta válvula selectora (17) se conecta a la bomba (11), al circuito de impulsión de agua o de retorno (15), a un desagüe (19), así como a la entrada y a la salida de un filtro de depuración (20), preferentemente de arena, para poder limpiar este invirtiendo el flujo que atraviesa normalmente el mismo.

Como elementos electrónicos adicionales de control del sistema, se ha previsto que el filtro de depuración (20) cuente con un sensor de presión interna para controlar el nivel de saturación del filtro, así como que la piscina cuente con medios de monitorización del nivel de llenado (26), sensores de pH (27), turbidez o de temperatura (28), dosificadores electrónicos (29) de productos químicos tales como cloro o alguicidas, así como el posible sistema de iluminación de la piscina, chorros decorativos, limpiafondos automáticos, etc.

Así pues, a partir de esta estructuración, la electrónica de control, adaptación y gestión (21) tiene un equipo de comunicación, externo o interno para transmitir información y recibirla de un servidor externo (14) de manera que mediante una aplicación informática accesible a través de una tableta, móvil (33) u ordenador, pueden analizarse los datos obtenidos por los diferentes sensores y gestionar de forma óptima la instalación, o bien generar señales de alarma para que el usuario a distancia pueda seleccionar el modo de funcionamiento óptimo así como gestionar cierto tipo de averías.

Como resulta evidente, de nada sirve controlar remotamente la válvula selectora (17) si no se conoce el estado de cada una de las múltiples electroválvulas, flujo de agua por cada circuito, presiones, etc., de manera que todos estos datos monitorizados se sincronizan y automatizan a través del software para que la interfaz de control sea lo más sencilla posible, de modo que a través de la misma solo se seleccione el modo de funcionamiento previsto, encargándose el sistema de que todas y cada una de las electroválvulas coincidan con dicho modo de trabajo seleccionado.

Paralelamente, y como se ha dicho con anterioridad, mediante la aplicación se puede controlar de forma remota los modos de limpieza que permite la piscina es decir seleccionar el flujo de agua a través de uno de los tres circuitos de aspiración, al controlar las electroválvulas (9-9’-9’’) asociadas a cada uno de estos circuitos para, por ejemplo, eliminar las hojas o suciedad flotante sobre el agua a través del primer circuito (2), eliminar la suciedad del fondo a través del segundo circuito (4), o bien conectar un dispositivo limpia fondos a través del tercer circuito (6).

Las comunicaciones inalámbricas previstas en el sistema podrán ser cualquier tipo convencional, como puede ser vía Bluetooth o Wifi.

Solo resta señalar por último que, la aplicación de gestión del sistema permitirá controlar varias instalaciones de forma simultánea, siempre y cuando las mismas incluyan el sistema de la invención.

Claims (3)

REIVINDICACIONES

1. Instalación generadora de energía para piscinas, que siendo aplicables a piscinas (1) en las que participa un primer circuito (2) de aspiración de agua de la piscina que recoge el agua superficial y la suciedad que flota sobre la misma a través de unos skimmers (3) situados sobre la zona superior de la piscina, un segundo circuito (4) que se conecta al o sumidero (5) de la piscina, un tercer circuito (6) de aspiración que se conecta a una toma (7) intermedia en altura, para conexión selectiva de la manguera de aspiración de un equipo limpiafondos, circuitos que se conectan en paralelo a través de una conducción común (10) a una bomba (11), asociada a un sistema de filtrado (30) que se conecta a un circuito de impulsión de agua o retorno (15) que devuelve el agua tratada a la piscina, se caracteriza por que en correspondencia con cualquiera de los circuitos de aspiración y/o retorno de agua (2-4-6-15), se establece en serie con dicho circuito o circuitos al menos una turbina (18-1’'-18’’-18’’) hidráulica, conectada a una electrónica de control, adaptación y gestión (21), a través de la que se almacena la energía generada en unas baterías (22), contando la electrónica de control, adaptación y gestión (21) con un software y medios de gestión de almacenamiento y consumo/inyección a red de la energía generada/almacenada en función de las horas pico y horas valle de consumo eléctrico.

2. Instalación generadora de energía para piscinas, según reivindicación 1a, en donde las turbinas (18-18’-18’’-18’’’) hidráulicas son de flujo cruzado.

3. Instalación generadora de energía para piscinas, según reivindicación 1a, en donde las turbinas (18-18’-18’’- 18’’’) hidráulicas son de flujo axial.