ES2322000A1 - Un metodo para montar el rotor de un aerogenerador. - Google Patents

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Abstract

Un método para montar el rotor de un aerogenerador (11) que comprende los siguientes pasos: elevar y montar el buje del rotor (15) en la góndola (21); elevar y montar las palas del rotor (25, 27, 29) en el buje (15) usando un dispositivo elevador (17) cooperante con un cabrestante (19) en el suelo, realizando el montaje de cada pala después de rotar el buje (15) hasta disponer su parte conectora (25'', 27'', 29'') con cada pala (25, 27, 29) enfrente de ella cuando es elevada, estando instalado dicho dispositivo elevador (17) en una posición fija en el buje (15) y comprendiendo en una realización preferente una ménsula (31) montada en la sección frontal (16) del buje y una polea de gancho (33) montada en dicha ménsula (31) con un cable (35) conectado a dicho cabrestante (19). La invención también se refiere a un método de desmontaje de una pala de rotor.

Description

Un método para montar el rotor de un aerogenerador.
Campo de la invención
Esta invención se refiere a un método para montar el rotor de un aerogenerador y, en particular, a un método para montar el rotor de un aerogenerador que no usa una grúa para subir las palas del rotor.
Antecedentes
Las dimensiones de los rotores de los aerogeneradores modernos (p. ej. diámetros de rotor de 150 m y pesos de rotor de alrededor de 50 toneladas) requieren que el montaje de los componentes del aerogenerador se lleve a cabo en varios pasos. En particular, los rotores se suelen montar después del montaje de la góndola en la torre.
Algunos métodos conocidos de montaje del rotor usan grúas móviles para elevar rotores de aerogenerador previamente ensamblados en el suelo y para montar el conjunto en el eje de baja velocidad sobresaliente de la góndola. Estos métodos se han vuelto problemáticos porque, por una parte, el incremento de tamaño y peso del rotor del aerogenerador requiere grúas móviles costosas y porque, por otra parte, el entorno de la ubicación del aerogenerador a veces limita o impide la elevación del rotor completamente montado por ser impracticable.
También se conocen métodos para el montaje del rotor que usan grúas móviles para elevar el rotor de un aerogenerador en varios pasos. Por ejemplo EP 1 507 975 describe un método comprendiendo un primer paso en el que se eleva y se monta un sub-ensamblaje del buje con dos palas y un segundo paso en el que se eleva la tercera pala y se monta en el buje.
También se conocen métodos para el montaje del rotor que usan grúas instaladas en la góndola. EP 1 350 953 describe una grúa que usa una o dos secciones de la torre previamente montadas como su mástil de soporte. Una vez que la grúa alcanza una altura óptima, llevando el correspondiente componente del aerogenerador, se gira para colocar dicho componente en su sitio. WO 02/099278 describe una plataforma elevadora que se mueve a lo largo de raíles fijados a la torre del aerogenerador.
También se conocen métodos para el montaje del rotor en los que se montan las palas sin usar una grúa. En el método descrito en WO 2004/067954 en lugar de una grúa se usa un cable fijado entre una parte del buje y el suelo y la pala puede ser montada moviéndola hacia arriba o desmontada moviéndola hacia abajo a lo largo de dicho cable. DE 20 2004 016460 describe medios de elevación, cooperando con un cabrestante, en el suelo que se montan en el buje del rotor en distintas posiciones para la elevación y montaje de cada pala.
Los costes de las grúas, tanto móviles como estacionarias, demandan sistemas de grúas más simples y pequeñas para montar rotores de aerogeneradores.
La presente invención está orientada a la satisfacción de esa demanda.
Sumario de la invención
Es un objeto de la presente invención proporcionar un método eficiente de montaje del rotor de un aerogenerador para grandes aerogeneradores y en particular para aerogeneradores con grandes palas de rotor.
Este y otros objetos de la presente invención se consiguen con un método de montaje del rotor de un aerogenerador soportado por una torre que comprende los siguientes pasos: primero, elevar el buje del rotor y montar el buje del rotor en la góndola del aerogenerador; segundo, elevar las palas del rotor y montar las palas del rotor en el buje del rotor usando un dispositivo elevador cooperante con un cabrestante en el suelo, realizando el montaje de cada pala después de rotar el buje del rotor hasta disponer su parte conectora con la pala enfrente de ella cuando es elevada y estando instalado dicho dispositivo elevador en una posición fija en el buje del rotor.
Otro objeto de la presente invención es proporcionar un método para desmontar palas de rotor.
Este objeto de la presente invención se consigue mediante un método de desmontaje de una pala de rotor del rotor de un aerogenerador soportado por una torre que comprende los siguientes pasos: primero, rotar el buje del rotor hasta situar la pala del rotor en su posición más baja; segundo, instalar en el buje del rotor un dispositivo elevador cooperante con un cabrestante en el suelo; tercero, desmontar y bajar la pala del rotor utilizando dicho dispositivo elevador.
Otras características y ventajas de la presente invención se desprenderán de la siguiente descripción detallada de una realización ilustrativa y no limitativa de su objeto en relación con las figuras que se acompañan.
Breve descripción de las figuras
Las Figuras 1a, 1b y 1c muestran esquemáticamente la elevación y montaje del buje del rotor según la presente invención.
La Figura 2 muestra esquemáticamente el dispositivo elevador instalado en el buje del rotor según la presente invención.
Las Figuras 3a, 3b y 3c muestran la rotación del buje del rotor durante el montaje de las tres palas del rotor de acuerdo con la presente invención.
La Figura 4 muestra esquemáticamente la unidad de agarre utilizada para elevar las palas del rotor según la presente invención.
Descripción detallada de las realizaciones preferidas
Un aerogenerador 11 convencional comprende una torre 13 soportando una góndola 21 que alberga medios para convertir la energía rotacional del rotor del aerogenerador en energía eléctrica.
El rotor del aerogenerador comprende un buje de rotor 15 y, normalmente, tres palas 25, 27, 29.
El buje del rotor 15 está conectado al eje principal, la multiplicadora y el generador el aerogenerador para transferir el par generado por el rotor al generador incrementando la velocidad del eje a fin de alcanzar una velocidad rotacional apropiada del rotor del generador.
El método de montaje del rotor de un aerogenerador 11 según la presente invención comienza después de la erección de la torre 13 y el montaje de la góndola 21 en la parte superior de la torre 13.
En una realización preferente de la presente invención, el primer paso del método de montaje del rotor en el aerogenerador 11 comprende la instalación en el suelo de un dispositivo elevador 17 en el buje del rotor 15 y la elevación y montaje del buje del rotor 15.
El dispositivo elevador 17 cooperante con el cabrestante 19 situado en el suelo, será usado como medio elevador auxiliar para elevar el buje del rotor 15 y como el medio elevador principal para elevar las palas del rotor 25, 27, 29.
El dispositivo elevador 17 comprende una ménsula 31 montada en el buje del rotor 15 y una polea de gancho 33, con un gancho 37, montada en dicha ménsula 31, que tiene un cable 35 conectado a dicho cabrestante 19 en el suelo. La ménsula 31 está montada en la sección frontal 16 del buje del rotor al que está unida la punta de la carena 18 de manera que la punta de la carena 18 debe estar abierta cuando el dispositivo elevador 17 se instala en el buje del rotor 15.
El buje del rotor 15 se eleva y monta en la góndola 21 del aerogenerador usando una grúa estacionaria 41 instalada en la góndola 21. El dispositivo elevador 17 también se usa, si es necesario, como se ilustra en la Figura 1 para evitar que el buje del rotor 15 pueda colisionar con la torre 13 cuando se eleva el buje del rotor 15.
En el segundo paso, las palas del rotor 25, 27, 29 se elevan usando dicho dispositivo elevador 17 y se montan en el buje del rotor 15, una a una.
Como se ilustra en las Figuras 3a, 3b y 3c el buje del rotor 15 se rota 120º usando un dispositivo de rotación ad-hoc (no mostrado), para disponer cada parte conectora 25', 27', 29' enfrente de cada pala 25, 27, 29 cuando es elevada.
El montaje de las palas 25, 27, 29 incluye su conexión con los cilindros hidráulicos de regulación de paso 26, 28, 30 montados en la parte frontal del buje del rotor 15. De cara a evitar cualquier colisión entre la polea de gancho 33 y dichos cilindros hidráulicos 26, 28, 30 durante las rotaciones del buje del rotor 15, es necesario que el dispositivo de montaje 39 de la polea de gancho 33 en la ménsula 31 permita un movimiento a lo largo de la ménsula 31 de manera que pueda estar fijada en dos posiciones: una para la elevación de las palas 25, 27, 29 y otra para la rotación del buje del rotor 15.
Por otra parte, el dispositivo de montaje 39 de dicha polea de gancho 33 en dicha ménsula 31 incluye medios que permiten que la polea de gancho 33 esté continuamente en posición vertical.
En una realización preferente, la polea de gancho 33 es una polea de 4 bucles, lo que implica que para palas de 14 toneladas, la tracción en el cable 35 desde el cabrestante 19 en el suelo debe ser de aproximadamente 4 toneladas (4x4 ton = 16 ton > 14 ton).
La elevación de la pala 25 se realiza cogiendo la pala 25 con el gancho 37 del dispositivo de elevación 17 a través del dispositivo de agarre 45 que permite que la pala 25 sea elevada con un ángulo de inclinación respecto a la línea vertical comprendido entre 5º y 15º, preferiblemente 10º.
En una realización preferente, dicho dispositivo de agarre 45 comprende un conector 47 para gancho con puntos de fijación para los extremos de una cuerda 49 pasando por un orificio en una orejeta 51 unida a la pala 25 en un punto alejado de su raíz y dos orificios 57, 59 en orejetas unidas a la raíz 55 de la pala.
Después del montaje de las palas 25, 27, 29 se desmontan todos los medios de elevación y montaje. El dispositivo de elevación 17 se retira usando medios instalados en la góndola 21 y se cierra la punta de la carena 18. Entonces se gira hacia arriba cada pala y su unidad de agarre 45 se retira estando fuera de la carena y encima de ella. También se retiran el dispositivo de rotación usado para rotar el buje del rotor 15 y la grúa estacionaria usada para elevar el buje del rotor 15.
Finalmente, la presente invención también se refiere a un método de desmontaje de palas de rotor usando los mismos medios elevadores 17 usados en el método descrito anteriormente para montar el rotor de un aerogenerador.
El método comprende un primer paso en el que el buje del rotor 15 se rota para disponer la pala de rotor a desmontar en su posición más baja, un segundo paso en el que se instala un dispositivo de elevación 17, cooperante con un cabrestante 19 en el suelo, en el buje del rotor y un tercer paso en el que se desmonta la pala y se baja utilizando dicho dispositivo de elevación 17.
Aunque la presente invención se ha descrito enteramente en conexión con realizaciones preferidas, es evidente que se pueden introducir aquellas modificaciones dentro del alcance de, no considerando éste como limitado por las anteriores realizaciones, sino por el contenido de las reivindicaciones siguientes.

Claims (9)

1. Método de montaje del rotor de un aerogenerador (11) soportado por una torre (13) que comprende los siguientes pasos:
a) elevar el buje del rotor (15) y montar el buje del rotor (15) en la góndola (21) del aerogenerador (11);
b) elevar las palas del rotor (25, 27, 29) y montar las palas del rotor (25, 27, 29) en el buje del rotor (15) usando un dispositivo elevador (17) cooperante con un cabrestante (19) en el suelo, realizando el montaje de cada pala después de rotar el buje del rotor (15) hasta disponer su parte conectora (25', 27', 29') con cada pala (25, 27, 29) enfrente de ella cuando es elevada y estando instalado dicho dispositivo elevador (17) en una posición fija en el buje del rotor (15).
2. Método de montaje del rotor de un aerogenerador (11) según la reivindicación 1, en el que dicho dispositivo elevador (17) comprende:
- una ménsula (31) montada en la sección frontal (16) del buje del rotor;
- una polea de gancho (33) montada en dicha ménsula (31) con un cable (35) conectado a dicho cabrestante (19).
3. Método de montaje del rotor de un aerogenerador (11) según cualquiera de las reivindicaciones 1-2, en el que en el paso a) el buje del rotor (15) es elevado usando una grúa (41) instalada en la góndola (21).
4. Método de montaje del rotor de un aerogenerador (11) según cualquiera de las reivindicaciones 1-3, en el que el buje del rotor (15) se conecta con el dispositivo elevador (17) en el suelo y se eleva en cooperación con el cabrestante (19) al que se une a través del cable (35) manteniendo una distancia con la torre (13).
5. Método de montaje del rotor de un aerogenerador (11) según cualquiera de las reivindicaciones 2-4, en el que en el paso b) la elevación de una pala (25) se realiza cogiendo dicha pala con el gancho (37) de la polea de gancho (33) a través de un dispositivo de agarre (45) y unas orejetas unidas a la pala manteniendo un ángulo de inclinación de la pala (25) respecto a una línea vertical comprendido entre 5º y 15º.
6. Método de montaje del rotor de un aerogenerador (11) según la reivindicación 5, en el que la polea de gancho (33) se monta en la citada ménsula (31) mediante el dispositivo de montaje (39), comprendiendo dicho dispositivo (39) medios convencionales que permiten que la polea de gancho (33) esté continuamente en posición vertical.
7. Método de montaje del rotor de un aerogenerador (11) según cualquiera de las reivindicaciones 5-6, en el que la polea de gancho (33) está fijada a dicha ménsula (31) en al menos dos posiciones mediante el dispositivo de montaje (39) de dicha polea de gancho (33) en dicha ménsula (31).
8. Método de montaje del rotor de un aerogenerador (11) según cualquiera de las reivindicaciones 5-7, en el que el dispositivo de agarre (45) comprende un conector de gancho (47) con puntos de fijación para los dos extremos de una cuerda (49) pasante por un orificio en una orejeta (51) unida a la pala (25) en un punto alejado de su raíz y dos orificios (57, 59) en orejetas unidas a la raíz (55) de la pala.
9. Método de desmontaje de una pala de rotor del rotor de un aerogenerador (11) soportado por una torre (13) que comprende los siguientes pasos:
a) rotar el buje del rotor (15) para disponer la pala de rotor a desmontar en su posición más baja;
b) instalar en el buje del rotor (15) un dispositivo de elevación (17) cooperante con un cabrestante (19) en el suelo;
c) desmontar y bajar la pala de rotor usando dicho dispositivo de elevación (17).
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