Inventor: José María Martínez Marquina
Invento:
Esta invención, trata sobre la producción de energía eléctrica aprovechando el efecto descubierto por el científico Alemán, Thomas Seebeck, en el año 1821. Que consiste en aplicar calor a la unión de dos metales distintos, sometidos a diferente temperatura entre sus extremos, surgiendo así una fuerza electromotriz, como consecuencia de la pre-distribución de electrones en el conducto, observándose una corriente eléctrica.
Un generador termoeléctrico, convierte directamente el calor en electricidad, el calor induce la circulación de una corriente eléctrica, al fluir desde un quemador de gas o gasóleo, a través del modulo termoeléctrico. y por el otro lado de la termopila se refrigera mediante un disipador o sistema de tubos refrigerantes, manteniendo un diferencial de temperatura, generando así electricidad de forma permanentemente estable y sin partes móviles.
Actualmente, se usan termogeneradores de este tipo, como suministro eléctrico para control remoto y monitoreo de líneas de petróleo o gas, y en sistemas de comunicaciones, donde no llega el tendido eléctrico, utilizando para su funcionamiento la quema continuada de hidrocarburos.
Sería por lo tanto deseable. poder disponer de un generador de este tipo, que pudiese producir electricidad sin el continuo suministro de hidrocarburos, para poder dedicarlo como fuente de suministro eléctrico alternativo en otras aplicaciones, como por ejemplo, para un hogar, barco, vehículo, para la electrólisis de extracción de hidrogeno, etc.
Para ello, esta invención utiliza la emisión de ondas electromagnéticas, del rango de frecuencia de las microondas, más concretamente de las 2450 Mhz producidas por un magnetrón emisor de ondas.
Este procedimiento, contaría además con un elemento reactivo a las microondas, como puede ser un tipo de cerámica reactiva a dichas ondas, o como en este caso de procedimiento de invención, unas piedras de pizarra natural, tipo metamórficas sedimentarias, con forma de lanchas o baldosines, dispuestas en los laterales interiores de la cavidad de una especie de horno microondas, que sería el lugar por dónde el magnetrón emitiría las microondas. Estas ondas, interactuarían térmicamente con las lanchas o baldosines de pizarra, elevando su temperatura, y estos baldosines transmitirían el calor generado mediante conducción a las paredes metálicas de la cavidad del horno microondas, que a su vez calentarían unas termopilas de efecto Seebeck, situadas en contacto directo con la zona exterior del horno. Mientras que la zona fría de las termopilas Seebeck, serian refrigeradas mediante unos disipadores o sistema refrigerador, creándose así el diferencial de temperatura, lográndose una corriente eléctrica del sistema de termopilas, que estarían interconectadas entre sí, en serie, y otro grupo en paralelo para obtener la tensión e intensidad deseada.
Mientras el magnetrón y sistema de refrigeración, serían alimentados eléctricamente mediante una batería o generador eléctrico, hasta que las termopilas alcanzase la temperatura idónea de generación eléctrica, momento en el que mediante un relé, desconectaría el suministro eléctrico de la batería o generador, y lo activaría a la generación de las propias termopilas, dejando un superávit energético para el uso que se le quisiese dar.
La presente invención consiste en hacer producir energía eléctrica de los módulos termoeléctricos de efecto Seebeck, de forma autosuficiente, utilizando para ello las ondas electromagnéticas comprendidas en el radio de frecuencia de los 2450 Mhz, y producidas por al menos un magnetrón (1) emisor de ondas, que sería el encargado de producir las microondas necesarias que interactuarían térmicamente con algún tipo de cerámica o unas lanchas o baldosines de piedra de pizarra natural, tipo metamórfica sedimentaria, compuesta principalmente por silicatos.
Las características como receptoras de microondas de las piedras de pizarra natural, hacen que interactúen con estas ondas, elevando su temperatura de manera eficiente, logrando alcanzar la temperatura idónea de generación de electricidad requerida por las termopilas.
Estas lanchas o baldosines de pizarra (2), estarían alojadas en el interior de la cavidad de una especie de horno microondas (Figura 1), por donde se irradiarían las ondas electromagnéticas. Las paredes del horno microondas (3), estarían fabricadas en metal, para evitar fugas de microondas, y estarían en contacto directo con los baldosines de pizarra, de manera que estos baldosines transmitiesen por conducción el calor generado por la irradiación de las microondas a las paredes del receptáculo (3) y este a su vez, transmitirían la temperatura a las termopilas Seebeck (4) colocadas en contacto con el exterior del horno microondas, mientras que el otro lado de las termopilas, serían refrigeradas mediante un disipador (5) ayudado por unos ventiladores, aunque también podría ser refrigerado por algún sistema que le proporcionase aire refrigerado.
Los electos térmicos de la irradiación de microondas en una pieza de piedra de pizarra de 250 x 250 mm. de lado, por 7 mm. de grosor, y con un peso de 1,180 Kg. Alcanzaría un aumento de temperatura por irradiación de microondas producidas por un magnetrón emisor de 1.200 Watios, de 41’C en 120 segundos. Contando además con termopilas de características como 40 x 40 mm. de lado y con un voltaje de 4,2 Voltios y con 1,4 Amperios por termopila, estarían distribuidas 36 termopilas por lancha de pizarra, y si sumamos por cinco lados útiles de la cavidad del horno microondas, suman 180 termopilas, que darían una potencia mayor al gasto energético del magnetrón y sistema refrigerador.
La potencia del magnetrón, se regularía por medio de un termorregulador situado en alguna zona cercana a las termopilas, con el propósito de no superar la temperatura máxima de trabajo de dichas células.
Todo el dispositivo eléctrico: magnetrón y refrigeración. Serían eléctricamente alimentados mediante una batería o generador eléctrico de potencia suficiente, y por medio de un inversor de onda si la fuente de alimentación fuese de corriente continua, ya que el magnetrón requeriría de corriente alterna, aunque también se podría alimentar eléctricamente todo el sistema directamente de la red eléctrica.
Una vez alcanzada la temperatura necesaria de generación eléctrica de las termopilas, y por medio de un relé, se desconectaría de la fuente externa de alimentación eléctrica, y se conectaría a la energía producida por las termopilas, que por medio de un inversor de onda senoidal, convertiría la corriente continua en corriente alterna, requerida por el magnetrón y el sistema de refrigeración, dejando una potencia extra, que se destinaría a la aplicación que se le quisiese dar.
Esta invención es de aplicación, entre otros muchos, en el sector industrial de los termogeneradores eléctricos, y en el sector de las energías renovables y cualquier otro sector que utilice energía eléctrica, como por ejemplo, la electrólisis para producir hidrógeno, y como energía eléctrica de consumo familiar e industrial.
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