ES2286039T3 - Procedimiento y aparato para instalar y transportar una central de energia marina. - Google Patents

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Abstract

Procedimiento de instalación de una central de energía eólica marina (1) en el mar y/o transporte de una desde el mar, por ejemplo, con fines de mantenimiento, comprendiendo dicha central de energía eólica una base (2) para su montaje en el fondo del mar y una torre (3) acoplada a la base, central de energía eólica que se transporta hasta un lugar de instalación en alta mar por medio de una embarcación de transporte (4) y se hace descender al fondo del mar y/o se levanta del fondo del mar y se transporta a tierra firme/hasta la costa por medio de una embarcación de transporte, caracterizado porque la central de energía eólica se hace descender añadiendo agua de lastre en un tanque de agua de lastre (6, 7) previsto en la central de energía eólica y porque la central de energía eólica se eleva reduciendo la cantidad de agua de lastre en el tanque de agua de lastre, estando diseñado el tanque de agua de lastre (6, 7) de modo que la central sea capaz de flotar y sustentar su propio peso en el agua cuando el tanque de agua de lastre (6, 7) está vacío y, de forma correspondiente, la central de energía eólica se hundirá hasta el fondo del mar cuando el tanque de agua de lastre (6, 7) se llene parcial o totalmente de agua.

Description

Procedimiento y aparato para instalar y transportar una central de energía eólica marina.
La presente invención se refiere a un procedimiento según se define en el preámbulo de la reivindicación 1. Además, la invención se refiere a un sistema según se define en el preámbulo de la reivindicación 7. Asimismo, la invención se refiere a una central de energía eólica marina según se define en el preámbulo de la reivindicación 11.
Por la memoria descriptiva GB 2327449 se conoce un procedimiento tal de instalación de una central de energía eólica marina en el mar. La central de energía eólica comprende una amplia base y una torre que se extiende en vertical desde la base y que sustenta un rotor eólico montado en su parte superior. En el procedimiento de instalación que se presenta en la memoria descriptiva mencionada anteriormente, la torre y la base de la central de energía eólica se transportan como un único conjunto usando un armazón flotante, por ejemplo barcazas, amarrando la base a la superficie inferior de la barcaza, transportándolo al lugar de instalación y haciéndolo descender después al fondo del mar, usando medios previstos en el armazón flotante, tales como cadenas, cables metálicos, un gato de palanca o similares. El armazón flotante se puede usar entonces para la instalación de otras combinaciones base-torre correspondientes.
Este procedimiento de la técnica anterior tiene como problema que la capacidad de carga del armazón flotante usado para la instalación tiene que diseñarse de modo que soporte el peso de la base y la torre además de su propio peso. El armazón flotante resultante es muy aparatoso y costoso. Además, esta memoria descriptiva no tiene en cuenta en absoluto la necesidad ocasional de elevar la central de energía eólica del fondo del mar y transportarla a tierra firme/hasta la costa con fines de reparación. Esto sería difícil, por no decir imposible, con el equipo construido según la memoria descriptiva, dado que la base, que se puede fabricar de hormigón o acero, debe ser muy pesada para resistir el esfuerzo ejercido por el viento sobre la central de energía eólica, las corrientes marinas, las olas y el hielo. Por lo tanto, la base está provista de material de lastre de arena, rocas o mineral de hierro. El levantamiento de tal carga del fondo requiere una capacidad de elevación externa muy alta. Por lo tanto, para la operación de elevación sería necesario un buque grúa especial para mar abierto.
La invención tiene por objeto eliminar los inconvenientes mencionados anteriormente.
El documento GB-A-2 225 365 especifica la idea de proporcionar tanques de lastre de agua en la base y la torre de una plataforma marina en general.
Un objeto específico de la invención es desvelar un procedimiento y sistema para el transporte de una central de energía eólica marina que permitirá el transporte sin que la embarcación de transporte tenga que sustentar en forma alguna el peso de la central de energía eólica.
Un objeto adicional de la invención es desvelar una central de energía eólica que se puede transportar con facilidad en ida y vuelta entre un lugar de instalación y un lugar de mantenimiento y que se puede elevar y descender independientemente en el agua sin usar equipo alguno de elevación especial.
En las reivindicaciones subsiguientes se presentan los rasgos característicos del procedimiento, el sistema y la central de energía eólica de la invención.
En el procedimiento de la invención, la central de energía eólica se transporta hasta un lugar de instalación en alta mar usando una embarcación de transporte y se hace descender al fondo del mar y/o se eleva del fondo del mar y se transporta a tierra firme/hasta la costa por medio de una embarcación de transporte. De acuerdo con la invención, la central de energía eólica se hace descender añadiendo agua de lastre en un tanque de agua de lastre previsto en la central de energía eólica, y la central de energía eólica se eleva reduciendo la cantidad de agua de lastre en el tanque de agua de lastre.
En el sistema de la invención, la central de energía eólica comprende una base para su montaje en el fondo del mar, una torre acoplada a la base y una embarcación de transporte provista de un dispositivo de sujeción, destinado a sujetar la central de energía eólica y transportar la central de energía eólica hasta un lugar de instalación en alta mar y/o transportarla desde el mar a tierra firme/hasta la costa. De acuerdo con la invención, el sistema comprende un tanque de agua de lastre dispuesto en la central de energía eólica.
La central de energía eólica marina de la invención comprende una base para su montaje en el fondo del mar y una torre acoplada a la base. De acuerdo con la invención, la central de energía eólica comprende un tanque de agua de lastre.
En las reivindicaciones subordinadas subsiguientes se citan otras características y formas de realización preferidas de la invención.
En lo sucesivo se describirá la invención al detalle, con ayuda de unos pocos ejemplos de sus formas de realización, con referencia al dibujo que se adjunta, en el que
la Fig. 1 presenta, en una vista esquemática desde un lado y en corte parcial, una forma de realización de la central de energía eólica de la invención,
las Figs. 2 - 7 presentan dos formas de realización diferentes del sistema de la invención y diferentes etapas en el procedimiento de la invención.
La Fig. 1 presenta una central de energía eólica 1 según la invención. Ésta comprende una base ancha 2, por ejemplo, de forma redonda similar a una losa, que se puede asentar en el fondo del mar. Además, la central de energía eólica comprende una torre 3 acoplada a la base y que se extiende en vertical desde ésta. En el extremo superior de la torre 3 va montado un rotor eólico 9. La base 2 similar a un cajón, que puede estar fabricada de cemento o acero, tiene una estructura hueca y el espacio interior de ésta actúa de tanque o contenedor 6 de agua de lastre. Asimismo, la torre 3 tiene una estructura hueca y el espacio interior de ésta sirve de tanque 7 de agua de lastre. Los espacios interiores de los tanques 6, 7 de agua de lastre en la base 2 y la torre 3 pueden ser espacios separados o pueden estar comunicados entre sí. Además, la central de energía eólica 1 puede comprender una bomba o bombas 8, por cuyo intermedio es posible bombear agua de mar dentro de y fuera de los tanques 6, 7 de agua de lastre. La bomba 8 también puede estar dispuesta en una embarcación de transporte o de servicio 4, en cuyo caso no es preciso que la central de energía eólica esté provista necesariamente de bombas de agua de lastre.
La flotabilidad de la central de energía eólica en el agua se diseña de modo que la central sea capaz de flotar y sustentar su propio peso en el agua cuando los tanques 6, 7 de agua de lastre están vacíos. De forma correspondiente, cuando los tanques 6, 7 de agua de lastre están parcial o totalmente llenos de agua, la central de energía eólica se hundirá hasta el fondo.
En la Fig. 2, la base 2 y la torre 3 se ensamblan en tierra firme o en la costa en un todo unitario usando una grúa en la costa. La base 2 se puede hacer flotar por separado hasta el lugar de instalación y descenderse a un pedestal firme que descansa en el fondo mediante el llenado del tanque 6 de agua de lastre de la base. En la parte superior de la base 2, una torre 3 está construida de una o más partes. También se puede bombear agua al interior del tanque 7 de agua de lastre de la torre para incrementar su firmeza. Finalmente, en el extremo de la torre 3 se monta una sala de máquinas y un rotor eólico 9.
Cuando la central de energía eólica ha de transportarse a su lugar de instalación en alta mar, según se ilustra en las Figs. 3 y 4, la cantidad de agua de lastre en los tanques 6 y 7 de agua de lastre de la base 2 y de la torre 3 se ajusta de modo que la base 2 se haga flotante y se levante del fondo. Mediante el ajuste de la cantidad de agua de lastre en el tanque 6, 7, la elevación y la estabilidad de la base en relación con la embarcación de transporte 4 se ajustan para hacerlas adecuadas para el transporte. La torre 3 se sujeta desde una dirección lateral a partir de lados opuestos mediante las mordazas de sujeción 10 de un dispositivo de sujeción 5 montado en la embarcación de transporte, según se ilustra en la Fig. 4. Preferentemente, la sujeción de la torre es tal que permita el movimiento de la torre en una dirección vertical en relación con la embarcación de transporte, pero no en otras direcciones. La central de energía eólica se transporta entonces hasta su lugar de instalación en alta mar.
Las Figs. 5 y 6 ilustran una solución alternativa para implementar la embarcación de transporte de las Figs. 3 y 4. En las Figs. 5 y 6, la embarcación de transporte 4 usada es una barcaza 4, que tiene un armazón ahorquillado con una ranura continua 11 que se extiende desde su centro hasta el borde, permitiendo que la torre 3 pase por la ranura. A efectos de transporte, la base 2 se puede amarrar a la barcaza 4 de forma sustancialmente fija. La superficie superior de la base 2 se apoya contra el fondo de la barcaza 4 y se amarra a ésta mediante elementos de fijación apropiados 12, tales como cables metálicos, cadenas, pernos roscados o similares.
La Fig. 7 presenta una fase en el procedimiento en la que se ha llevado la central de energía eólica al lugar de instalación y se ha bombeado al interior del tanque 6 de agua de lastre de la base 2 y al interior del tanque 7 de agua de lastre de la torre 3 una cantidad de agua suficiente para incrementar el peso, de manera que la base 2 se hunda hasta el fondo del mar.
Se puede llenar de agua sustancialmente todo el espacio interno de la torre 3 que constituye el tanque 7 de agua de lastre. La provisión de un tanque de agua de lastre en la torre 3, además de en la base 2, junto con un diseño apropiado, permite el incremento del peso de la central de energía eólica de modo que ésta pueda descansar con gran firmeza sobre el fondo y la central de energía eólica sea capaz de recibir las cargas generadas por el viento, las corrientes marinas, la agitación del mar y el hielo, que tienden a volcar o desplazar la central de energía eólica. Es más, la provisión de un tanque 7 de agua de lastre en la torre 3 hace posible el uso de una base 2 de estructura relativamente ligera y compacta.
La base 2 puede estar provista de equipo de chorro de agua (no mostrado en las figuras), mediante el que se puede dragar el fondo, por ejemplo si es de naturaleza arenosa, después de haber posado la base en el fondo, haciendo posible de este modo el ajuste del alineamiento vertical de la central de energía eólica.
Naturalmente, cuando la central de energía eólica ha de llevarse a la costa desde el mar con fines de mantenimiento, el procedimiento es el inverso al de instalación. La cantidad de agua en los tanques 6, 7 de agua de lastre de la central de energía eólica 1 que se mantiene erguida en el fondo se reduce hasta que la flotabilidad de la base 2 y la torre 3 haya levantado la central del fondo y la haya elevado a un nivel cerca de la superficie. A través del tanque 6, 7 de agua de lastre, la elevación y la estabilidad de la central de energía eólica se ajustan para hacerlas apropiadas para el transporte en relación con la embarcación de transporte 4. Entonces se sujeta la torre 3 desde lados opuestos mediante el dispositivo de sujeción 5 de la embarcación de transporte 4 y se traslada la central de energía eólica del lugar de instalación hasta un lugar de mantenimiento.
La invención no queda restringida a los ejemplos de sus formas de realización descritas anteriormente; antes bien, son posibles muchas variaciones dentro del alcance de la idea inventiva que se define en las reivindicaciones.

Claims (13)

1. Procedimiento de instalación de una central de energía eólica marina (1) en el mar y/o transporte de una desde el mar, por ejemplo, con fines de mantenimiento, comprendiendo dicha central de energía eólica una base (2) para su montaje en el fondo del mar y una torre (3) acoplada a la base, central de energía eólica que se transporta hasta un lugar de instalación en alta mar por medio de una embarcación de transporte (4) y se hace descender al fondo del mar y/o se levanta del fondo del mar y se transporta a tierra firme/hasta la costa por medio de una embarcación de transporte, caracterizado porque la central de energía eólica se hace descender añadiendo agua de lastre en un tanque de agua de lastre (6, 7) previsto en la central de energía eólica y porque la central de energía eólica se eleva reduciendo la cantidad de agua de lastre en el tanque de agua de lastre, estando diseñado el tanque de agua de lastre (6, 7) de modo que la central sea capaz de flotar y sustentar su propio peso en el agua cuando el tanque de agua de lastre (6, 7) está vacío y, de forma correspondiente, la central de energía eólica se hundirá hasta el fondo del mar cuando el tanque de agua de lastre (6, 7) se llene parcial o totalmente de agua.
2. Procedimiento según se define en la reivindicación 1, caracterizado porque durante el transporte, se permite el movimiento vertical de la central de energía eólica (1) en relación con la embarcación de transporte (4).
3. Procedimiento según se define en la reivindicación 1 ó 2, caracterizado porque para instalar la central de energía eólica marina, se sujeta la central de energía eólica mediante un dispositivo de sujeción (5) montado en la embarcación de transporte (4); la elevación y la estabilidad de la central de energía eólica se ajustan con ayuda del tanque de agua de lastre (6, 7) para hacerlas apropiadas con respecto a la embarcación de transporte; la central de energía eólica se transporta hasta el lugar de instalación en alta mar; y la central de energía eólica se hace descender en el lugar de instalación hasta el fondo del mar llenando el tanque de agua de lastre (6, 7).
4. Procedimiento según se define en la reivindicación 1 ó 2, caracterizado porque para transportar la central de energía eólica desde el mar, se reduce la cantidad de agua en el tanque de agua de lastre (6, 7) hasta que la central de energía eólica se haya elevado del fondo hasta un nivel cerca de la superficie; usando el tanque de agua de lastre (6, 7), se ajusta la elevación y la estabilidad de la central de energía eólica para hacerlas apropiadas en relación con la embarcación de transporte (4); se sujeta la central de energía eólica mediante el dispositivo de sujeción (5) de la embarcación de transporte (4); se transporta la central de energía eólica desde el lugar de instalación hasta la costa, por ejemplo hasta un lugar de mantenimiento; y se suelta la central de energía eólica de la sujeción de la embarcación de transporte.
5. Procedimiento según se define en una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, caracterizado porque se usa un tanque de agua de lastre (6) dispuesto en la base (2) de la central de energía eólica y/o porque se usa un tanque de agua de lastre (7) dispuesto en la torre (3) de la central de energía eólica.
6. Procedimiento según se define en una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5, caracterizado porque la torre (3) de la central de energía eólica se sujeta mediante el dispositivo de sujeción (5) de la embarcación de transporte (4) desde lados opuestos.
7. Sistema de instalación de una central de energía eólica marina (1) en el mar y/o transporte de una desde el mar, por ejemplo, con fines de mantenimiento, comprendiendo dicha central de energía eólica una base (2) para su asentamiento en el fondo del mar y una torre (3) acoplada a la base, y una embarcación de transporte (4) provista de un dispositivo de sujeción (5), destinado a sujetar la central de energía eólica para transportarla hasta un lugar de instalación en alta mar y/o desde el mar a tierra firme/hasta la costa, caracterizado porque el sistema comprende un tanque de agua de lastre (6, 7) dispuesto en la central de energía eólica; y porque el tanque de agua de lastre (6, 7) está diseñado de modo que la central sea capaz de flotar y sustentar su propio peso en el agua cuando el tanque de agua de lastre (6, 7) está vacío y, de forma correspondiente, la central de energía eólica se hundirá hasta el fondo del mar cuando el tanque de agua de lastre (6, 7) se llene parcial o totalmente de agua.
8. Sistema según se define en la reivindicación 7, caracterizado porque el sistema comprende una bomba (8) dispuesta en la embarcación (4) o en la central de energía eólica (1) destinada a bombear agua de lastre al interior/fuera del tanque de agua de lastre (6, 7).
9. Sistema según se define en la reivindicación 7 u 8, caracterizado porque la base (2) está provista de un tanque de agua de lastre (6) y/o porque la torre (3) está provista de un tanque de agua de lastre (7).
10. Sistema según se define en una cualquiera de las reivindicaciones 7 a 9, caracterizado porque el dispositivo de sujeción (5) de la embarcación de transporte comprende mordazas de sujeción (8) destinadas a sujetar la torre (3) desde una dirección lateral a partir de sus lados opuestos, estando diseñadas dichas mordazas de sujeción para permitir un movimiento vertical de la torre en relación con la embarcación de transporte (4).
11. Central de energía eólica marina que comprende una base para su asentamiento en el fondo del mar y una torre (3) acoplada a la base, caracterizada porque la central de energía eólica comprende un tanque de agua de lastre (6, 7) que está diseñado de modo que la central sea capaz de flotar y sustentar su propio peso en el agua cuando el tanque de agua de lastre (6, 7) está vacío y, de forma correspondiente, la central de energía eólica se hundirá hasta el fondo del mar cuando el tanque de agua de lastre (6, 7) se llene parcial o totalmente de agua.
12. Central de energía eólica marina según se define en la reivindicación 11, caracterizada porque la base (2) está provista de un tanque de agua de lastre (6) y/o porque la torre (3) está provista de un tanque de agua de lastre (7).
13. Central de energía eólica en alta mar según se define en la reivindicación 11 ó 12, caracterizada porque la central de energía eólica (1) comprende una bomba (8) destinada a bombear agua de lastre al interior/fuera del tanque de agua de lastre (6, 7).
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