ES2306609A1 - Veleta para aerogenerador. - Google Patents
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Abstract
Veleta (6) para orientar la góndola (4) de forma que la dirección del viento (10) sea normal al plano de giro del rotor (2 y 3), caracterizada por tener forma anular y alojar una serie de tomas de presión (9) equidistantes, superficiales y separadas entre sí un ángulo {be}. La veleta (6) está dispuesta sobre la torre (1) a una altura HT del suelo y rodea la torre perimetralmente, en su interior incorpora unos transductores (11) que envían la señal al centro de control y del sistema de control (13) al sistema de orientación.
Description
Veleta para aerogenerador.
La presente invención se refiere a una veleta
usada para determinar la velocidad y la dirección del viento
incidente sobre el aerogenerador, orientando el rotor de la forma
más favorable.
La veleta propuesta es un elemento anular
colocado sobre la torre por debajo de la estela que produce el paso
de las palas en su giro alrededor del
rotor.
rotor.
Para medir la velocidad del viento en un
aerogenerador se vienen utilizando veletas montadas en la góndola.
Las máquinas en posición de barlovento necesitan un sistema de
orientación activo ya que la velocidad del viento inicialmente
incide sobre el rotor eólico y posteriormente sobre la torre.
La patente WO 02/064973 utiliza un dispositivo
para medir la dirección del viento, estando dicho dispositivo
ubicado en la parte de la góndola.
La patente WO 03/106838 incorpora dispositivos
para medir la velocidad y la dirección del viento. Los dispositivos
también están ubicados en la parte superior de la góndola y se
calibran con torres meteorológicas que se montan en los alrededores
del grupo de generadores que constituyen el parque.
Con la presente invención se pretende obtener
una señal por parte de la veleta que no esté afectada por la estela
que forman las palas durante su movimiento rotacional. Los
aerogeneradores tratados en esta invención son de barlovento y la
góndola y los componentes de medida montados sobre ella, están
afectados por la estela del rotor.
Con el objeto de subsanar eficazmente las
carencias que presentan los elementos de medida actuales, se ha
desarrollado la veleta anular dispuesta en la torre y fuera de la
estela del rotor.
Es un objeto de la invención la utilización de
un elemento anular dispuesto alrededor de la torre para medir la
dirección del viento incidente. El elemento anular consiste en un
anillo con tomas de presión distribuidas azimutalmente, estando las
citadas tomas de presión separadas entre si un ángulo \beta.
Es otro objeto de la invención que el flujo de
aire incidente que pasa alrededor de la torre y del anillo, produce
una distribución de presión a lo largo del anillo. El valor de la
presión en un punto de la superficie del anillo depende de su
posición relativa con respecto a la dirección del viento. La
distribución de presiones a lo largo del anillo tendrá su máximo en
el punto de remanso, que aparece en la localización azimutal sobre
la que incide el viento. La posición del máximo en la distribución
de presiones indica por lo tanto la dirección del viento.
Otro objeto de la invención es la utilización de
transductores para convertir las presiones en voltajes que se
gestionan en el sistema de control. Comparando las medidas de
presión a lo largo del anillo es posible determinar la dirección
relativa del viento respecto a una referencia fija. También es
posible, independientemente de la dirección del viento, determinar
la posición relativa de la góndola con respecto a esta misma
referencia fija, por lo que ambas señales pueden ser utilizadas por
el sistema de control de guiñada para orientar la góndola con
respecto al viento adecuadamente.
De todo lo descrito anteriormente se deducen las
siguientes ventajas. La utilización de una única veleta sin
necesidad de calibrarla con torres meteorológicas externas al
propio aerogenerador. La obtención de unas medidas más fiables y no
afectadas por la estela del rotor que favorezcan la rápida
orientación del rotor y de la góndola de forma que la dirección del
viento incidente sea lo más perpendicular posible al plano de giro
de las palas.
Con el fin de facilitar la explicación se
acompaña una hoja de dibujos en la que se ha representado un caso
práctico de realización del alcance de la presente invención.
La figura 1 es una vista de perfil de un
aerogenerador donde se muestra la estela dejada por el viento a su
paso por el rotor.
La figura 2 es una vista en perspectiva del
detalle del anillo que forma la veleta, mostrando las diferentes
tomas de presión.
La figura 3 representa una media sección de la
torre con el anillo dispuesto alrededor de la misma.
La figura 4 representa una sección practicada
sobre el anillo y el flujo de conversión de la presión en voltaje y
su gestión en el sistema de control.
La energía eólica es la energía cinética del
viento. Un aerogenerador está básicamente formado por un rotor
eólico, que la mayoría de los casos se compone de una turbina con
rotor de eje horizontal. Los componentes básicos de un
aerogenerador son la torre (1), el buje (2), las palas (3) y la
góndola (4); tal y como se representa en la figura 1. Cuando el
rotor eólico está girando, se forma un tubo de corriente
constituido por las líneas de corriente que circundan al
aerogenerador. Para la formación de la estela (5) debida al rotor (2
y 3), se supone que el viento incidente es uniforme y que la
configuración tiene simetría axial. La estela (5) cambia de un
régimen laminar en la parte anterior del aerogenerador a un régimen
de naturaleza turbulenta en la parte posterior. La veleta (6) se
dispone alrededor de la torre (1), a una altura H_{T} del suelo,
para no verse afectada por la naturaleza turbulenta de la estela
(5).
En la figura 2, la veleta (6) es un elemento
anular de menor anchura (7) que altura (8), con una pluralidad de
orificios (9) periféricos. Cada orificio (9) representa un sensor
de presión y están separados un ángulo \beta. El ángulo \beta
entre sensores de presión consecutivos depende de la precisión con
que se quiera medir la dirección del viento (10). Generalmente,
para evitar un desgaste excesivo en el sistema de orientación de
guiñada del aerogenerador, se permite un cierto ángulo de
desalineamiento de la góndola con respecto al viento. Esto
significa que la medida de la dirección del viento admite un
error \theta_{error} = \pm\varepsilon. Para medir la dirección del viento (10) con una precisión de \pm\varepsilon es necesario que los orificios (9) consecutivos sobre la veleta anular (6) se encuentren separados como mucho un ángulo \beta = 2\cdot\varepsilon, de manera que siempre haya, al menos, un sensor dentro del área contenida por el ángulo de incertidumbre \pm\varepsilon. Todo ello tal y como se muestra en la figura
3.
error \theta_{error} = \pm\varepsilon. Para medir la dirección del viento (10) con una precisión de \pm\varepsilon es necesario que los orificios (9) consecutivos sobre la veleta anular (6) se encuentren separados como mucho un ángulo \beta = 2\cdot\varepsilon, de manera que siempre haya, al menos, un sensor dentro del área contenida por el ángulo de incertidumbre \pm\varepsilon. Todo ello tal y como se muestra en la figura
3.
En la figura 4, la velocidad del viento (10)
incide sobre el orificio (9) donde se encuentra el sensor de
presión que actúa sobre un transductor (11). Cada orificio (9) se
corresponde con un transductor (11) imbuido en la veleta anular
(6). Los transductores (11) convierten la señal de presión en una
señal de voltaje (12) transmitiéndola a la unidad de control
(13).
Claims (4)
1. Veleta para aerogenerador, de las utilizadas
para orientar la góndola de forma que la dirección del viento sea
normal al plano de giro del rotor, caracterizada porque
- tiene forma anular y está formada por una
serie de tomas de presión,
- las tomas de presión son orificios
equidistantes, superficiales y separados entre sí un ángulo
\beta,
- está dispuesta en la torre a una altura
H_{T} del suelo y rodea la torre perimetralmente,
- en su interior incorpora unos transductores
que envían la señal al centro de control y del sistema de control
al sistema de orientación.
2. Veleta para aerogenerador, según
reivindicación 1ª, caracterizada porque el ángulo \beta es
directamente proporcional a la precisión de medida de la dirección
del viento, siendo el doble del ángulo de incertidumbre que mide el
máximo error admitido en la determinación de la dirección del
viento.
3. Veleta anular para torres de
aerogeneradores, según reivindicación 1ª, caracterizada
porque la altura H_{T} es tal que queda fuera de la zona de
naturaleza turbulenta creada por el giro del rotor eólico.
4. Veleta anulara para torres de
aerogeneradores, según reivindicación 1ª, caracterizada
porque la presión se mide utilizando transductores de presión cuya
señal eléctrica es utilizada por el sistema de control.
Priority Applications (2)
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|---|---|---|---|
| ES200701078A ES2306609B1 (es) | 2007-04-23 | 2007-04-23 | Veleta para aerogenerador. |
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|---|---|---|---|
| ES200701078A ES2306609B1 (es) | 2007-04-23 | 2007-04-23 | Veleta para aerogenerador. |
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| Publication Number | Publication Date |
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| ES2306609A1 true ES2306609A1 (es) | 2008-11-01 |
| ES2306609B1 ES2306609B1 (es) | 2009-09-11 |
Family
ID=39869463
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|---|---|---|---|
| ES200701078A Expired - Fee Related ES2306609B1 (es) | 2007-04-23 | 2007-04-23 | Veleta para aerogenerador. |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| ES (1) | ES2306609B1 (es) |
| WO (1) | WO2008129112A1 (es) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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- 2008-04-21 WO PCT/ES2008/070073 patent/WO2008129112A1/es active Application Filing
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Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| WO2008129112A1 (es) | 2008-10-30 |
| ES2306609B1 (es) | 2009-09-11 |
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