ES2327199A1 - Soporte de sustentacion par un aerogenerador marino, procedimiento de fabricacion y metodo de instalacion. - Google Patents
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Abstract
Soporte de sustentación para un aerogenerador marino, procedimiento de fabricación y método de instalación. Soporte de sustentación (8) para un aerogenerador marino, que comprende un cuerpo base (1) constituido por una solera (4) de planta circular o poligonal, con un fuste (5) de paredes verticales, con una pluralidad de cavidades (6) verticales a lo largo de toda su altura y una losa (2)apoyada sobre el fuste (5) del cuerpo base (1) sobre la que se apoya y fija un aerogenerador (3); en cuyo procedimiento de fabricación el cuerpo base (1) del soporte de sustentación (8), es fabricado mediante un encofrado deslizante, desde su solera a su base superior, y cuyo método comprende el lastrado del soporte (8) rellenando parcialmente las cavidades (6) verticales; el remolque del soporte (8) de sustentación mar adentro, desde su lugar de fabricación, hasta de instalación del aerogenerador marino; el fondeo del soporte (8) de sustentación, por el total relleno de sus cavidades (6) verticales, hasta apoyarse sobre una banqueta (19) de escollera del fondo marino, y el montaje del aerogenerador (3).
Description
Soporte de sustentación para un aerogenerador
marino, procedimiento de fabricación y método de instalación.
La siguiente invención, según se expresa en el
enunciado de la presente memoria descriptiva, se refiere a un
soporte de sustentación para un aerogenerador marino, procedimiento
de fabricación y método de instalación, cuyo soporte de
sustentación se constituye por un cuerpo base y una losa superior a
él, teniendo como primer objetivo que el soporte de sustentación
quede apoyado sobre el fondo marino y la losa quede sobre el nivel
del mar y de las olas.
Un segundo objeto de la invención es que el
cuerpo base conformante del soporte de sustentación sea fabricado
mediante un sencillo procedimiento de encofrado por deslizamiento,
con la ventaja añadida de poder ser fabricado en un buque
flotante.
Un tercer objeto de la invención es que mediante
el parcial relleno de las cavidades del cuerpo base el soporte de
sustentación flote con estabilidad suficiente para su remolque
desde el lugar de fabricación al lugar de instalación en alta
mar.
Otro objeto de la invención es que sobre el
propio soporte de sustentación, en su remolque al lugar de
instalación, se puedan transportar distintos componentes del
aerogenerador.
En la presente memoria se describe un soporte de
sustentación para un aerogenerador marino, procedimiento de
fabricación y método de instalación, cuyo soporte es de aplicación
para ser instalado sobre una banqueta de escollera en el fondo
marino emergiendo del nivel del mar y de las olas.
Como es conocido, la instalación de
aerogeneradores en el mar presenta diversos problemas técnicos y
económicos, pudiendo destacar como más relevantes el método de
instalación del conjunto y la fijación del aerogenerador al fondo
marino.
Así, se han desarrollado diferentes modelos de
estos sistemas, pudiendo considerar el sistema descrito en la
solicitud de patente US 2007/0243063, en la que se describe una
estructura para turbina eólica en mar abierto y método para ella,
con objeto de elevar y retraer en mar abierto montajes de turbina
eólica, estando entre las estructuras presentadas las palas
plegadas de turbina eólica.
Asimismo, podemos considerar la solicitud de
patente WO 0134977A1 en la que se muestra un sistema de fijación al
fondo marino por gravedad, cuyo sistema contiene una única cavidad
y se rellena de agua para su fijación al fondo marino. En este
diseño la torre del aerogenerador está expuesta a la acción de olas
y corrientes.
Igualmente, en la solicitud de patente EP
1777348 A1 se describe una cimentación de gravedad, apta para
soportar un aerogenerador marino, de forma cónica y con una única
cavidad en su interior.
En la presente memoria se describe un soporte de
sustentación para un aerogenerador marino, procedimiento de
fabricación y método de instalación, de forma que el soporte de
sustentación comprende:
- \bullet
- un cuerpo base constituido por una solera de planta circular o poligonal, con un fuste de paredes verticales y sección semejante, con una pluralidad de cavidades verticales a lo largo de toda su altura de sección circular o poligonal, y;
- \bullet
- una losa apoyada sobre el fuste del cuerpo base sobre la que se apoya y fija un aerogenerador.
El soporte de sustentación apoyando sobre una
escollera del fondo marino queda con la losa superior sobre el
nivel del mar y de las olas, evitando que las mismas puedan incidir
sobre la torre del aerogenerador.
Por otra parte, la losa que apoya sobre el fuste
del cuerpo base y sobre la que se apoya y fija el aerogenerador
presenta una serie de orificios pasantes coincidentes con las
cavidades verticales del cuerpo de soporte inferior.
Además, la losa de apoyo y fijación del
aerogenerador puede ser de espesor variable, siendo de mayor
espesor en la zona de apoyo y fijación del aerogenerador.
La geometría y distribución de masas del cuerpo
base del soporte es tal que lastrado mediante el relleno parcial de
sus cavidades verticales, dicho soporte flota con estabilidad
suficiente para su remolque al lugar de instalación.
Igualmente, la losa de apoyo y fijación del
aerogenerador puede presentar una interfase para la conexión de una
grúa de montaje y cambio de componentes del conjunto.
Asimismo, la losa puede incorporar un primer
tramo de la torre del aerogenerador.
El cuerpo base del soporte de sustentación,
sustancialmente de hormigón armado, es fabricado mediante un
encofrado deslizante desde su solera a su base superior.
El cuerpo base del soporte de sustentación se
fabrica en un buque flotante.
Por otra parte, el método de montaje del soporte
de sustentación comprende:
- \bullet
- el lastrado del soporte rellenando parcialmente las cavidades verticales del cuerpo base con el fin de que flote con estabilidad suficiente;
- \bullet
- el remolque del soporte de sustentación mar adentro, desde su lugar de fabricación, hasta el lugar de instalación del aerogenerador marino;
- \bullet
- el fondeo del soporte de sustentación, por el total relleno de sus cavidades verticales, hasta apoyarse sobre una banqueta de escollera del fondo marino, emergiendo el soporte de sustentación respecto del nivel del mar y de las olas, y;
- \bullet
- el montaje del aerogenerador.
\vskip1.000000\baselineskip
El relleno de las cavidades verticales del
cuerpo base se realiza a través de los orificios pasantes de la
losa, tapándose dichos orificios tras el relleno total de las
cavidades.
Al menos una de las cavidades verticales del
cuerpo base, posicionada bajo el aerogenerador, se rellena de
hormigón al menos en su parte superior.
Sobre la losa superior al cuerpo base del
soporte de sustentación, se fijan de manera provisional para su
transporte, algunos componentes del aerogenerador, permitiendo
obtener una reducción de costes.
Además, la losa de apoyo y fijación del
aerogenerador puede estar provista de una interfase para la
conexión de una grúa de montaje y cambio de componentes del
conjunto, con la ventaja de no precisar grandes barcos grúa para su
montaje y operaciones de mantenimiento.
Para complementar la descripción que
seguidamente se va a realizar, y con objeto de ayudar a una mejor
comprensión de las características de la invención, se acompaña a
la presente memoria descriptiva, de un juego de planos, en cuyas
figuras de forma ilustrativa y no limitativa, se representan los
detalles más característicos de la invención.
Figura 1. Muestra una vista en alzado de un
aerogenerador montado sobre un soporte de sustentación apoyado
sobre una banqueta de solera del fondo marino, cuyo soporte se
constituye por un cuerpo base y una losa superior.
Figura 2. Muestra una vista en planta del
soporte de sustentación de un aerogenerador, pudiendo observar los
orificios pasantes de la losa superior coincidentes con unas
cavidades verticales del cuerpo base de soporte.
Figura 3. Muestra una vista seccionada según el
corte A-A de la figura anterior, pudiendo observar
la losa superior incorporada sobre el cuerpo base constituido por
una solera y un fuste con unas cavidades verticales según toda su
altura.
Figura 4. Muestra una vista esquemática del
sistema de fabricación del cuerpo base de soporte en un dique
flotante por un sistema de encofrado deslizante.
Figura 5. Muestra una vista en alzado del
procedimiento de fabricación del cuerpo base, pudiendo observar
como el encofrado deslizante, de pequeñas dimensiones, se irá
elevando conforme se endurece el hormigón.
Figura 6. Muestra una vista en planta del
procedimiento de fabricación del cuerpo base, pudiendo observar
como el encofrado deslizante consta de una pared exterior, una
serie de núcleos y una estructura superior de anclaje, habiendo
representado, igualmente, una vista en alzado del cuerpo de
encofrado.
Figura 7. Muestra una vista del arrastre del
soporte de sustentación del aerogenerador, pudiendo observar como
la losa superior sirve de apoyo para el transporte de diferentes
componentes del aerogenerador.
\newpage
Figura 8. Muestra una vista del modo de fondeo,
mediante el relleno de las cavidades verticales del cuerpo base
conformante del soporte de sustentación del aerogenerador
situándolo sobre una banqueta de escollera del fondo marino.
Figura 9. Muestra una vista de la torre del
aerogenerador y una grúa montada sobre la losa superior del soporte
de sustentación para el montaje del aerogenerador, pudiendo
observar como se ha rellenado las cavidades del cuerpo base del
soporte de sustentación para su instalación sobre la banqueta de
escollera del fondo marino.
A la vista de las comentadas figuras y de
acuerdo con la numeración adoptada podemos observar como el soporte
de sustentación 8 se constituye por un cuerpo base 1 y una losa 2
de apoyo y soporte del correspondiente aerogenerador 3.
El cuerpo base 1 se configura por una solera 4
de base circular o poligonal y un fuste 5, de sección semejante,
conformando una serie de cavidades 6 verticales, según toda su
altura, de sección circular o poligonal, siendo fabricados los
cuerpos 1 por un sistema de encofrado deslizante en un dique
flotante 7.
De esta forma, el soporte de sustentación 8 se
conforma por un cuerpo base 1 y una losa 2 superior de apoyo y
sujeción de, al menos, un aerogenerador 3, cuya losa 2 de
superestructura presenta una serie de orificios 9 coincidentes con
las cavidades 6 verticales del cuerpo base 1.
La losa 2 de apoyo y sujeción del aerogenerador
3 puede ser de espesor variable y en la zona 13 de apoyo y sujeción
del aerogenerador 3 presenta un mayor espesor.
Una vez fabricado el cuerpo base 1 e incorporada
la losa 2 de superestructura, con el rellenado parcial de las
cavidades 6 verticales del soporte de sustentación 8, el mismo
flota con estabilidad suficiente para su remolque al lugar de
instalación.
Además, al disponer, para el rellenado, de
varias cavidades 6 independientes permite obtener una gran
estabilidad de flotación evitando un posible vuelque.
Asimismo, en una ejecución práctica de la
invención la losa 2 de apoyo y sujeción del aerogenerador 3 puede
incorporar, al menos, una parte 14 de la torre 10 del aerogenerador
3.
Por otra parte, dado que la losa 2 de apoyo y
sujeción del aerogenerador 3 define una amplia superficie permite
el transporte de diferentes componentes del aerogenerador hasta el
lugar de instalación mar adentro, como puede ser la nacelle 11,
tramos de la torre 15, buje, etc., lo cual representa un ahorro
económico en la operación de transpor-
te.
te.
Igualmente, en la losa 2 se puede disponer de
una interfase 17 para la conexión de una grúa 16 a través de la
cual se llevará a cabo el montaje y cambio de componentes del
conjunto, lo cual representa un importante ahorro económico en las
operaciones de montaje y mantenimiento, dado el alto coste y baja
disponibilidad de barcos dotados de
grúa.
grúa.
En cuanto al proceso de fabricación de los
cuerpos base 1, los mismos, preferentemente, serán fabricados
mediante un encofrado deslizante que se rellena de hormigón y se
desplaza verticalmente, resultando un sistema económico y
sencillo.
Así, a la vista de las figuras 4, 5 y 6, podemos
observar como el encofrado deslizante se conforma por un cuerpo 20
que presenta una pequeña altura y esta definido por una pared 21
exterior y de una serie de núcleos 22 soportados por una estructura
23, de forma que los núcleos 22 darán lugar a las cavidades 6
interiores del cuerpo base 1, pudiéndose llevar a cabo el proceso
de fabricación en un buque flotante 7.
De esta forma, el hormigón 24 se vierte en un
proceso en continuo, izándose progresivamente el cuerpo 20 de
encofrado a medida que el hormigón se va endureciendo. De esta
modo, mediante un mismo encofrado de pequeñas dimensiones puede
hacerse un fuste 5 tan alto como sea necesario, en función de la
profundidad a la que está el fondo marino en el emplazamiento donde
debe sustentarse el aerogenerador.
Por otra parte, el aerogenerador 3 es del tipo
de aerogeneradores que se constituyen por una torre 10 que soporta
la nacelle 11 y un rotor compuesto de varias palas 12.
Una vez que el soporte de sustentación 8 ha sido
transportado hasta el lugar de instalación se procederá al total
rellenado de las cavidades 6 verticales provocando el fondeo del
mismo hasta quedar perfectamente asentado sobre una banqueta de
escollera 19 del fondo marino, de manera que la losa 2 de apoyo y
sujeción de la torre 10 del aerogenerador 3 queda sobre nivel del
mar y las olas.
\newpage
Por otra parte, también se proporciona un método
de montaje del soporte de sustentación 8 portador del aerogenerador
3, de forma qué dicho método comprende:
- \bullet
- el lastrado del soporte 8 rellenando parcialmente las cavidades 6 verticales a través de los orificios 9 pasantes de la losa 2 superior del soporte de sustentación 8;
- \bullet
- el remolque del soporte de sustentación 8 mar adentro, desde su lugar de fabricación, hasta el lugar de instalación del aerogenerador 3 marino;
- \bullet
- el fondeo del soporte de sustentación 8, por el total relleno de sus cavidades 6 verticales, hasta apoyarse sobre una banqueta de escollera 19 del fondo marino, emergiendo el soporte de sustentación 8 respecto del nivel del mar y de las olas, y;
- \bullet
- el montaje del aerogenerador 3, y;
Así, sobre el cuerpo base 1 se incorpora una
losa 2 de apoyo y sujeción de, al menos, un aerogenerador 3, cuya
losa 2 presenta una serie de orificios 9 pasantes respecto de las
cavidades 6 verticales, mediante cuyos orificios 9 se permite el
relleno de dichas cavidades 6 verticales del cuerpo base 1
conformante del soporte de sustentación 8.
De esta forma, una vez fabricado el cuerpo base
1 e incorporada la losa 2 de superestructura en su parte superior,
mediante el relleno parcial de las cavidades 6 verticales del cuerpo
base 1 conformante del soporte de sustentación 8 se garantiza su
flotación estable durante el remolque desde el lugar de fabricación
al de instalación.
La estabilidad de flotación del soporte de
sustentación 8 se ve favorecida al disponer de una pluralidad de
cavidades 6 de lastrado, evitando posibles vuelques.
En una ejecución práctica, al menos, una de las
cavidades 6 verticales posicionada bajo el aerogenerador 3 se
rellena al menos en su parte superior de hormigón 18. En una
ejecución preferente se producirá el parcial relleno con hormigón
18 de la parte superior de las cavidades 6 verticales posicionadas
bajo el aerogenerador 3 con objeto de reforzar la losa 2 de
superestructura bajo la torre 10 del aerogenerador.
Asimismo, sobre la losa 2 superior del soporte
de sustentación 8 se disponen, de manera provisional para su
transporte, algunos componentes del aerogenerador, como pueden ser
tramos 15 de la torre la nacelle 11, el buje, etc..
Igualmente, la losa 2 superior del soporte de
sustentación 8 dispone de una interfase 17 para la conexión de una
grúa 16 para el montaje del aerogenerador 3, así como de utilidad
para operaciones de mantenimiento.
Esta ejecución, tal como se ha indicado, aporta
una gran ventaja dado que representa un importante ahorro económico
al no precisar de grandes barcos para el transporte de todos sus
componentes, así como de barcos dotados de grúa de baja
disponibilidad y alto coste.
Claims (14)
1. Soporte de sustentación para un
aerogenerador marino, caracterizado porque el soporte de
sustentación (8) comprende:
- \bullet
- un cuerpo base (1) constituido por una solera (4) de planta circular o poligonal, con un fuste (5) de paredes verticales y sección semejante, con una pluralidad de cavidades (6) verticales a lo largo de toda su altura de sección circular o poligonal, y;
- \bullet
- una losa (2) apoyada sobre el fuste (5) del cuerpo base (1) sobre la que se apoya y fija un aerogenerador (3).
2. Soporte de sustentación para un
aerogenerador marino, según la reivindicación 1ª,
caracterizado porque el soporte de sustentación (8) apoyando
sobre una escollera (19) del fondo marino queda con la losa (2)
superior sobre el nivel del mar y de las olas.
3. Soporte de sustentación para un
aerogenerador marino, según la reivindicación 1ª,
caracterizado porque la losa (2) que apoya sobre el fuste
(5) del cuerpo base (1) y sobre la que se apoya y fija el
aerogenerador (3) presenta una serie de orificios (9) pasantes
coincidentes con las cavidades (6) verticales del cuerpo base (1)
de soporte inferior.
4. Soporte de sustentación para un
aerogenerador marino según las reivindicaciones 1ª y 3ª
caracterizado porque la losa (2) de apoyo y fijación del
aerogenerador (3) es de espesor variable, siendo de mayor espesor
en la zona de apoyo y fijación del aerogenerador (3).
5. Soporte de sustentación para un
aerogenerador marino, según la reivindicación 1ª,
caracterizado porque la geometría y distribución de masas
del cuerpo base (1) del soporte (8) es tal que lastrado mediante el
relleno parcial de sus cavidades (6) verticales, dicho soporte
flota con estabilidad suficiente para su remolque al lugar de
instalación.
6. Soporte de sustentación para un
aerogenerador marino, según reivindicaciones 1ª y 2ª,
caracterizado porque la losa (2) de apoyo y fijación del
aerogenerador (3) presenta una interfase (17) para la conexión de
una grúa (16) de montaje y cambio de componentes del conjunto.
7. Soporte de sustentación para un
aerogenerador marino, según la reivindicación 1ª,
caracterizado porque la losa (2) incorpora un primer tramo
(14) de la torre (10) del aerogenerador (3).
8. Procedimiento de fabricación del soporte de
sustentación de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1ª a
7ª, caracterizado porque el cuerpo base (1) del soporte de
sustentación (8), sustancialmente de hormigón armado, es fabricado
mediante un encofrado deslizante, desde su solera a su base
superior.
9. Procedimiento de fabricación, según la
reivindicación 8ª, caracterizado porque el cuerpo base (1)
del soporte de sustentación (8) se fabrica en un buque flotante
(7).
10. Método de montaje de un soporte de
sustentación de un aerogenerador marino, de acuerdo con el soporte
de sustentación según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 7
caracterizado porque el método comprende:
- \bullet
- el lastrado del soporte (8) rellenando parcialmente las cavidades (6) verticales del cuerpo base (1);
- \bullet
- el remolque del soporte (8) de sustentación mar adentro, desde su lugar de fabricación, hasta el lugar de instalación del aerogenerador marino;
- \bullet
- el fondeo del soporte (8) de sustentación, por el total relleno de sus cavidades (6) verticales, hasta apoyarse sobre una banqueta (19) de escollera del fondo marino, emergiendo el soporte de sustentación respecto del nivel del mar y de las olas, y;
- \bullet
- el montaje del aerogenerador (3).
11. Método de montaje de un soporte de
sustentación de un aerogenerador marino, según la reivindicación
10ª, caracterizado porque el relleno de las cavidades (6)
verticales del cuerpo base (1) se realiza a través de los orificios
(9) pasantes de la losa (2), tapándose dichos orificios tras el
relleno total de las cavidades (6).
12. Método de montaje de un soporte de
sustentación de un aerogenerador marino según la reivindicación
11ª, caracterizado porque al menos una de las cavidades (6)
verticales del cuerpo base (1) posicionada bajo el aerogenerador
(3) se rellena de hormigón al menos en su parte superior.
13. Método de montaje de un soporte de
sustentación de un aerogenerador marino, según la reivindicación
10ª, caracterizado porque sobre la losa (2) superior al
cuerpo base (1) del soporte (8) de sustentación, se fijan de manera
provisional para su transporte, algunos componentes del
aerogenerador.
14. Método de montaje de un soporte de
sustentación de un aerogenerador marino, según la reivindicación
10ª, caracterizado porque la losa (2) de apoyo y fijación
del aerogenerador (3) esta provista de una interface (17) para la
conexión de una grúa (16) de montaje y cambio de componentes del
conjunto.
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