ES2343822B1 - Mejoras en la disposicioon estructural de aerogeneradores. - Google Patents
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Abstract
Mejoras en la disposición estructural de
aerogeneradores, utilizándose un rotor eólico (1) de cuatro, cinco o
más palas, respecto del cual el generador eléctrico (2) se dispone
distanciado, con unión entre ambos mediante un eje (3) en el que es
susceptible la incorporación de un dispositivo multiplicador
(6).
Description
Mejoras en la disposición estructural de
aerogeneradores.
La presente invención está relacionada con los
aerogeneradores formados con un rotor de palas captador de la acción
del viento para actuar el giro de un generador de producción
eléctrica, proponiendo unas características estructurales que
mejoran la funcionalidad y el rendimiento de dichos
aerogeneradores.
Los aerogeneradores provistos con un generador
de producción eléctrica asociado a un rotor de palas de
accionamiento por la acción del viento, disponen convencionalmente
el generador, dentro del cuerpo del aerogenerador, próximo al rotor
de palas que va dispuestos en la parte delantera exterior de dicho
cuerpo del aerogenerador.
Con esta disposición, entre el generador y el
rotor de palas queda un espacio muy reducido, en el que no es
accesible la entrada de operarios, de modo que para las operaciones
de mantenimiento que requieran actuaciones en esa zona, hay que
desmontar el rotor de palas, por lo que tales operaciones resultan
muy costosas.
Por otra parte, para aerogeneradores
multipolares de grandes potencias, por cada r.p.m. que se reduce el
giro del rotor, el coste del generador aumenta un 7,5%, de modo que,
por ejemplo, si una pala se diseña para soportar una velocidad
máxima de 80 m/seg en su extremo, puede girar a 2 r.p.m. más que si
se diseña para girar solo a 70 m/seg, lo que supone un 15% de menor
costo del generador en el primer caso que en el segundo.
Ahora bien, para grandes palas el rendimiento
por m^{2} de la superficie de barrido disminuye, por lo que es
preferible montar sobre el buje más palas con menor longitud, lo que
permite un mayor número de r.p.m. del buje, favoreciendo el costo
del generador y aumentando su rendimiento energético.
Y por otro lado, para grandes potencias, al
reducir el número de revoluciones del rotor aumentan las cargas que
soporta la raíz de las palas, afectando directamente a los
rodamientos del pich, lo que obliga a unos rodamientos especiales
muy costosos, por lo que también es preferible aumentar el número de
palas en el rotor, para repartir las cargas, reduciendo así el coste
del montaje del buje.
A modo de ejemplo, un aerogenerador de 3 MW
tiene las siguientes magnitudes:
- Entrehierro = 7 m
- Ancho del estator = 0,85 m
- Velocidad de giro = 18,5 r.p.m.
Con las cuales características, el campo
magnético en movimiento equivale a 346 m^{2}/minuto, suficiente
para generar 3 MW a 18,5 r.p.m. con cuatro palas de 41,5 metros.
Para pasar a 5 MW habría que disponer dos
aerogeneradores como el descrito, pero con cuatro palas de 53,5
metros a 14,5 r.p.m., ya que un generador con esas características
produce 2,5 MW, de manera que se pueden instalar dos generadores
idénticos que giren a 14,5 r.p.m., generando cada uno de ellos 2,5
MW.
Para una generación de mayores potencias es
necesario además disponer una caja multiplicadora entre el rotor
eólico y el generador, combinando con un número adecuado de palas en
el rotor eólico, ya que para dichas potencias mayores hay que
reducir las revoluciones del generador, lo que supone aumentar las
dimensiones y los costes, dificultando el transporte y la
fabricación debido a los grandes componentes necesarios.
En ese sentido, para generar, por ejemplo, 7,5
MW a 11,5 r.p.m., son necesarias cuatro palas de 65,5 metros y una
caja multiplicadora con entrada de 11,5 r.p.m. y salida de 44
r.p.m., equivalente a una multiplicación de 3,82; mientras que para
generar 10 MW se necesitarían 5 palas de 75 metros, girando a 10,5
r.p.m. y una caja multiplicadora con eje de entrada de 10,5 r.p.m. y
salida de 58,8 r.p.m., equivalente a una multiplicación de 5,6.
De acuerdo con la invención se proponen unas
mejoras en la realización estructural de los aerogeneradores,
mediante las cuales se obtienen unas características que favorecen
la disponibilidad funcional de los aerogeneradores de aplicación y
la posibilidad de llegar con los mismos a producciones de grandes
potencias.
Según la invención, el conjunto funcional del
aerogenerador se establece con el generador correspondiente alejado
del rotor de palas, con un eje de conexión entre ambos que se
extiende a lo largo del cuerpo del aerogenerador.
De este modo se obtiene una disposición con la
que todas las partes del conjunto funcional quedan accesibles para
operarios desde el interior del cuerpo del aerogenerador, lo cual
favorece las operaciones de mantenimiento y/o reparación sobre el
generador, sin que sea necesario desmontar el rotor de palas, con lo
que se simplifican muy considerablemente los trabajos de dichas
operaciones de mantenimiento y/o reparación, reduciéndose en la
misma medida el tiempo de inactividad del aerogenerador, con una
gran ventaja económica como consecuencia de todo ello.
En relación con el eje de accionamiento del
generador se dispone un rotor eólico formado con cuatro, cinco o más
palas, estando prevista la combinación de dicho rotor eólico con la
incorporación de un mecanismo multiplicador del giro en el eje de
unión con el generador eléctrico.
Con ello se obtiene una disposición que permite,
además, la utilización de un único generador, de tipo multipolar con
imanes permanentes, para formar aerogeneradores con potencias desde
3 a 10 MW.
Por todo lo cual, el objeto de la invención
resulta de unas características ciertamente ventajosas, adquiriendo
vida propia y carácter preferente para la formación estructural de
los aerogeneradores a los que está destinada su aplicación.
La figura 1 muestra en vista lateral un
aerogenerador realizado según la invención.
La figura 2 es una vista frontal esquemática del
aerogenerador anterior.
La figura 3 es una vista ampliada en sección del
aerogenerador, en un modo de realización.
La figura 4 es una vista en sección del
aerogenerador, en otro modo de realización.
La figura 5 es una perspectiva del conjunto
funcional del aerogenerador, según la realización de la figura
4.
El objeto de la invención se refiere a unas
particulares características en la disposición estructural de los
aerogeneradores de producción eléctrica formados con un rotor eólico
(1) captador de la acción del viento para actuar giratoriamente a un
generador (2) productor de la energía eléctrica.
Según el objeto de la invención, en la
disposición funcional sobre el aerogenerador, el generador eléctrico
(2) se dispone distanciado del rotor eólico (1), con unión entre
ambos mediante un eje (3) que se extiende a lo largo del cuerpo (4)
del aerogenerador.
Con esto se obtiene una disposición de forma que
el generador (2) resulta accesible en todas sus partes desde el
interior del cuerpo (4) del aerogenerador, pudiendo desarrollarse
las operaciones de montaje y desmontaje del generador (2), así como
las operaciones de mantenimiento y/o reparación que sean necesarias
sin necesidad de desmontar el rotor eólico (1), ya que con dicha
situación del generador (2) en posición alejada del rotor eólico
(1), se eliminan los problemas de espacio e inaccesibilidad entre
ambos que surgen en los aerogeneradores convencionales.
Según la invención, el rotor eólico (1) que se
dispone acoplado al eje (3) de transmisión giratoria al generador
eléctrico (2), se forma con cuatro, cinco, o más palas (5),
determinando así una disposición de barrido que permite captar la
acción del viento con una efectividad a la que no llegan los rotores
eólicos con dos o tres palas de los aerogeneradores
convencionales.
La transmisión giratoria desde el rotor eólico
(1) hasta el generador eléctrico (2), puede ser directa mediante el
eje (3), como en la realización de la figura 3, pero se prevé
también una combinación del rotor eólico (1) de más de tres palas
(5), con la incorporación de un dispositivo multiplicador (6) en el
eje (3) de unión entre dicho rotor eólico (1) y el generador
eléctrico (2), como en la realización de las figuras 4 y 5, con lo
cual se obtiene, además, una transmisión del accionamiento giratorio
desde el rotor eólico (1) hasta el generador (2), que permite, con
un único generador (2) multipolar, la formación de aerogeneradores
con producciones de generación energética desde 3 a 10 MW.
Claims (4)
1. Mejoras en la disposición estructural de
aerogeneradores, del tipo que comprende un rotor eólico captador de
la acción del viento para actuar giratoriamente a un generador de
producción eléctrica, caracterizadas porque el generador
eléctrico (2) se dispone distanciado del rotor eólico (1), con unión
entre ellos mediante un eje (3) que se extiende a lo largo del
cuerpo (4) del aerogenerador, disponiéndose un rotor eólico (1) con
cuatro, cinco o más palas (5) para captar la acción del viento.
2. Mejoras en la disposición estructural de
aerogeneradores, de acuerdo con la primera reivindicación,
caracterizadas porque la transmisión giratoria al generador
eléctrico (2), desde el rotor eólico (1) de cuatro cinco o más palas
(5), se combina con la incorporación de un dispositivo multiplicador
(6) en el eje (3) de unión entre ambos.
3. Mejoras en la disposición estructural de
aerogeneradores, de acuerdo con la primera reivindicación,
caracterizadas porque el generador eléctrico (2) que se
dispone distanciado del rotor eólico (1) se sitúa en relación con el
extremo del cuerpo (4) del aerogenerador opuesto al del rotor eólico
(1), facilitando así las operaciones de montaje, desmontaje,
mantenimiento y reparación del generador eléctrico.
4. Mejoras en la disposición estructural de
aerogeneradores, de acuerdo con la primera y tercera
reivindicaciones, caracterizadas porque el generador
eléctrico (2) que se dispone distanciado del rotor eólico (1) queda
unido a éste a través del eje (3), ubicándose el rotor eólico (1) en
un extremo de este último y el generador eléctrico (2) en el extremo
opuesto.
Priority Applications (3)
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|---|---|---|---|
| ES200701206A ES2343822B1 (es) | 2007-05-07 | 2007-05-07 | Mejoras en la disposicioon estructural de aerogeneradores. |
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| ES2343822A1 ES2343822A1 (es) | 2010-08-10 |
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