ES2343447A1 - Aerogenerador de alta produccion electrica. - Google Patents

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Abstract

Aerogenerador de alta producción eléctrica, que consta de un conjunto funcional con al menos dos generadores (5) iguales, cuyos rotores (6) van incorporados sobre un eje común (7) que es susceptible de ir acoplado a uno o dos rotores eólicos (3) de accionamiento, siendo actuados los generadores (5) según un accionamiento sincronizado en el mismo sentido.

Description

Aerogenerador de alta producción eléctrica.
Sector de la técnica
La presente invención está relacionada con los aerogeneradores destinados para la producción de energía eléctrica por la acción del viento, proponiendo un aerogenerador dotado con unas características que permiten conseguir una alta producción energética manteniendo el orden dimensional del tamaño de los elementos estructurales.
Estado de la técnica
La demanda mundial de energías renovables para hacer frente al cambio climático, implica de una manera importante a la energía eólica, la cual mayoritariamente se desarrolla mediante aerogeneradores con rotor de palas.
El desarrollo de dichos aerogeneradores y su aplicación para la producción energética mediante aprovechamiento del viento, requieren cada vez aerogeneradores de mayor potencia nominal, más eficientes y de inferior costo por Kilovatio de la energía que se genera.
En la generación de energía mediante tales aerogeneradores influyen fundamentalmente, por un lado la superficie de barrido de las palas del rotor que recibe la acción del viento, y por otro lado, las revoluciones del generador que se acciona para la producción energética.
Por ello una solución de aumentar la potencia de generación energética de los mencionados aerogeneradores es el aumento del tamaño de las palas y del generador, pero esto da lugar a problemas colaterales, en razón de las dificultades que surgen, tanto en el aspecto del transporte, por los vehículos necesarios y la normativa de la circulación por carreteras, como en el aspecto del montaje constructivo de los aerogeneradores, por los tipos de grúas que deben ser empleadas.
Debido a esos problemas que entraña el aumento de tamaño de los aerogeneradores, las investigaciones se han orientado al desarrollo de soluciones basadas en disposiciones particulares de las palas y del generador, que cumplan un efecto igual o semejante al de los aumentos de tamaño, para la producción energética.
En este sentido, la Patente US 4 213 057 describe un dispositivo para el aprovechamiento de la energía eólica, incorporando un rotor de palas en la parte delantera y otro en la parte posterior.
La Patente US 5 506 453, describe por su parte un aerogenerador con esa misma disposición de un rotor de palas en la parte delantera y otro en la parte posterior, de manera que dichos rotores hacen girar en sentidos contrarios a la parte inducida y a la parte inductora de un generador.
La Patente EP 767 877, presenta también un aerogenerador con dos rotores de palas, uno en la parte delantera y otro en la parte posterior, con giro en sentidos contrarios, proporcionando ambos un movimiento de giro, a través de sendos ejes, a una caja multiplicadora, la cual convierte dichos movimientos en accionamiento de un eje perpendicular de accionamiento de un generador.
Objeto de la invención
Según la presente invención se propone un aerogenerador dotado con una realización de su conjunto funcional que permite conseguir grandes potencias de generación energética sin aumento dimensional de los elementos estructurales, ventajosamente respecto de las soluciones existentes de la misma finalidad.
Este aerogenerador objeto de la invención incluye un conjunto funcional formado por al menos dos generadores iguales con sus partes rotóricas incorporadas sobre un eje común susceptible de ir acoplado a uno o dos rotores eólicos de palas en los extremos.
Se obtiene de esta forma un conjunto funcional del aerogenerador que permite una gran potencia de producción energética con dimensiones estructurales relativamente reducidas, ya que los múltiples generadores incorporados permiten multiplicar la producción energética con los mismos medios de accionamiento.
La disposición de las partes giratorias de los múltiples generadores sobre un eje común, elimina además la necesidad de acoplamientos complicados y costosos, tanto en el montaje mecánico como para la sincronización eléctrica de las salidas de producción.
En relación con la periferia de las partes estáticas (estatores) de los mencionados generadores del conjunto funcional del aerogenerador, se disponen además unos perfiles tubulares de aluminio, los cuales quedan por la parte exterior del cuerpo del aerogenerador en la disposición del montaje en éste, de forma que dichos perfiles hacen una función de disipadores térmicos, determinando la refrigeración de los estatores de los generadores del conjunto funcional con una gran efectividad.
Por todo ello, el aerogenerador de la invención resulta de unas características ciertamente ventajosas, adquiriendo vida propia y carácter preferente para conseguir potencias elevadas de producción energética sin aumento dimensional considerable de los elementos estructurales.
Descripción de las figuras
La figura 1 muestra una vista frontal de un aerogenerador según el objeto de la invención.
La figura 2 es una vista lateral más ampliada de dicho aerogenerador de la figura anterior.
La figura 3 es una vista lateral seccionada del cuerpo del aerogenerador anterior.
La figura 4 es una vista frontal del conjunto funcional del mismo aerogenerador.
La figura 5 es una perspectiva del conjunto de la figura anterior.
La figura 6 muestra en perspectiva una zona parcial del estator de uno de los generadores del aerogenerador de la invención.
La figura 7 es una vista frontal del aerogenerador de la invención con dos rotores de palas.
La figura 8 es una vista lateral de la realización del aerogenerador según la figura anterior.
La figura 9 es una perspectiva del conjunto funcional del aerogenerador según dicha realización anterior.
La figura 10 es una vista frontal del aerogenerador con dos rotores de palas provistos con solo dos palas.
La figura 11 es una vista lateral del aerogenerador según la realización de la figura anterior.
La figura 12 es una perspectiva del conjunto funcional del aerogenerador según dicha realización anterior.
Descripción detallada de la invención
El objeto de la invención se refiere a un aerogenerador destinado para la producción de energía eléctrica, del tipo que comprende un cuerpo (1) dispuesto sobre una columna de soporte (2), yendo en el interior de dicho cuerpo (1) el conjunto funcional de producción de la energía eléctrica, cuyo accionamiento se realiza mediante al menos un rotor eólico (3) provisto con palas (4) que es actuado por el viento.
Según la invención, el conjunto funcional del aerogenerador comprende al menos dos generadores (5) iguales, con las partes giratorias o rotores (6) de los mismos en montaje sobre un eje común (7) que es el que recibe el accionamiento del o los rotores eólicos (3).
Con esta disposición el aerogenerador funciona de la manera convencional, es decir que mediante las palas (4) del rotor o rotores eólicos (3) capta la acción del viento, produciéndose con ello un accionamiento giratorio que es transmitido al eje (7) y por consiguiente a los rotores (6) de los generadores (5), lo cual da lugar a una producción eléctrica de cada uno de dicho generadores (5).
De este modo, con unas dimensiones relativamente reducidas de los elementos componentes del aerogenerador, y particularmente de las palas (4) y de los generadores (5), se puede obtener una potencia de producción eléctrica elevada, ya que ésta resulta de la suma de la producción que proporcionan los distintos generadores (5), los cuales pueden ser dos o más dispuestos sobre el eje común (7), según la potencia de generación energética que se desee.
En tales condiciones, el eje (7) sobre el que se incorporan los rotores (6) de los generadores (5), puede ir acoplado a un solo rotor eólico (3) dispuesto en un extremo, como en la realización de las figuras 1 a 5, pero de igual modo, sin que ello altere el concepto de la multiplicidad de generadores iguales (5) dispuestos sobre el eje común (7), dicho eje (7) puede también ir acoplado a dos rotores eólicos (3) dispuestos uno en cada extremo, es decir uno en la parte frontal y otro en la parte posterior del aerogenerador, como en las realizaciones de las figuras 7 a 12.
En este caso la disposición de los dos rotores eólicos (3) se prevén desfasados entre si un cierto ángulo, para que las palas (4) de los mismos no se hagan sombra eólica, sino que, por el contrario, al quedar desenfrentadas cubran entre unas y otras una mayor superficie en la zona de barrido perpendicular respecto de la recepción del viento, consiguiéndose así una mayor efectividad del accionamiento del conjunto funcional por dicha acción del viento.
Con tal disposición, los rotores eólicos (3) pueden ser de tres palas (4), como en la realización de las figuras 7 a 9, pero también pueden ser de solo dos palas (4) como en la realización de las figuras 10 a 12, ya que el barrido complementario de los dos rotores eólicos respecto del viento, permite conseguir en este último caso igualmente un accionamiento efectivo.
En la realización constructiva los generadores (5) se prevén con sus rotores (6) formados con imanes permanentes, con lo cual en el funcionamiento dichos rotores (6) no producen calor y por lo tanto no es necesario aplicar en ellos un sistema de refrigeración.
Por otro lado, sobre la periferia de los estatores (8) de los mencionados generadores (5) se disponen unos perfiles tubulares (9) de aluminio, los cuales en la disposición del montaje constructivo del aerogenerador quedan en la parte externa del cuerpo (1), de modo que dichos perfiles (9) determinan un paso de circulación del aire, con lo que, merced a la buena conductividad térmica de su material, constituyen un efectivo sistema de refrigeración, para disipar el calor que producen los mencionados estatores (8) de los generadores (5) en el funcionamiento de la producción energética.

Claims (3)

1. Aerogenerador de alta producción eléctrica, del tipo que comprende al menos un rotor eólico provisto con palas de captación de la acción del viento, como medio de accionamiento giratorio de un conjunto funcional provisto con medios de producción eléctrica, caracterizado porque el conjunto funcional de producción eléctrica se determina con al menos dos generadores iguales (5), cuyos rotores (6) se disponen incorporados sobre un eje común (7) que es susceptible de ir acoplado a uno o dos rotores eólicos (3) de accionamiento.
2. Aerogenerador de alta producción eléctrica, de acuerdo con la primera reivindicación, caracterizado porque sobre el eje (7) del conjunto funcional se disponen los rotores (6) de dos o más generadores (5), los cuales son actuados mediante dicho eje (7) según un accionamiento giratorio sincronizado en el mismo sentido.
3. Aerogenerador de alta producción eléctrica, de acuerdo con las reivindicaciones primera y segunda, caracterizado porque sobre la periferia de los estatores (8) de los múltiples generadores (5), se disponen unos perfiles tubulares (9) de aluminio, los cuales en la disposición del montaje del aerogenerador quedan en la parte externa del cuerpo (1) de éste, constituyendo un sistema de refrigeración de los mencionados estatores (8) de los generadores (5).
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