ES2356679A1 - Torre para aerogenerador. - Google Patents
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Abstract
Torre para aerogenerador, cuya formación se determina mediante tramos longitudinales que se forman mediante una composición periférica con segmentos (5), comprendiendo cada segmento (5) una piel exterior (6) de chapa metálica, sobre la cual se fijan en la cara interior una serie de largueros tubulares (7) y sobre éstos unas cuadernas transversales (8), yendo en los costados unas placas (9) provistas con orificios para la unión de los tramos adyacentes mediante tornillos, mientras que en los extremos van unas bridas (11), a través de las cuales pasan bulones roscados (12) que salen de los largueros tubulares (7), para la unión de los tramos componentes de la torre mediante dichos bulones roscados (12) de los extremos de los segmentos (5).
Description
Torre para aerogenerador.
La presente invención está relacionada con los
aerogeneradores que aprovechan la fuerza del viento mediante un
rotor de palas para accionar un generador de producción de energía
eléctrica, proponiendo una torre para dichos aerogeneradores apta
para grandes alturas, con una realización estructural ligera y
resistente.
Los aerogeneradores de producción eléctrica
constan, convencionalmente, de un rotor de palas captador de la
acción del viento, para accionar un generador eléctrico, yendo
dichos elementos en un cuerpo que se dispone en montaje giratorio de
orientación sobre el extremo de una torre portante.
La potencia de producción eléctrica de dichos
aerogeneradores guarda relación con las características de las
distintas partes componentes del aerogenerador, de manera que, por
lo respecta a la torre, para mayores potencias de los
aerogeneradores se requieren torres más elevadas.
En las realizaciones constructivas de los
aerogeneradores existen torres metálicas y torres de hormigón, de
manera que, por ejemplo, en la solución de torres metálicas, para
una altura de 70 metros, en un aerogenerador de 1,65 MW, la torre
tiene en la base un diámetro de 4,5 metros y un grosor de pared de
30 milímetros, no pudiendo superarse los 4,5 metros de diámetro por
los problemas de transporte en túneles, puentes, etc.
Para llegar a una altura de torre de 100 metros,
en dicha solución de construcción metálica, con 4,5 metros de
diámetro de base, para un aerogenerador de 2,5 MW, se tendría que
realizar la formación de la torre con un grosor de pared de 50
milímetros, lo cual incrementa de manera muy considerable el peso y
el coste.
Existen torres de hormigón realizadas con
segmentos que se fabrican y transportan independientemente,
uniéndose en el lugar de instalación del aerogenerador, llegando a
alcanzarse con esta solución la formación de torres de entre 8 y 10
metros de diámetro, sin problemas de transporte, ya que los
segmentos componentes se transportan por separado.
Esta solución tiene sin embargo el problema de
que el hormigón es higroscópico y para que la humedad exterior no
llegue a afectar a las ferrallas del armado interior del hormigón,
el grosor de la pared de la torre tiene que ser muy grande, con lo
que la torre resulta a su vez muy costosa y pesada.
De acuerdo con la invención se propone una torre
de sustentación para los aerogeneradores, cuya realización se ha
previsto con unas características estructurales que permiten
conseguir una formación resistente y ligera, con una composición por
segmentos que evita los problemas dimensionales para el
transporte.
La formación de la torre preconizada se
determina mediante tramos longitudinales, cada uno de los cuales se
forma en su contorno por composición mediante segmentos,
comprendiendo cada segmento una piel exterior de chapa metálica,
sobre la cual se fijan en la parte interior una serie de largueros
tubulares metálicos de perfil en frío, y sobre ellos unas cuadernas
transversales también metálicas de perfil en frío, disponiéndose en
los extremos del conjunto sendas bridas, a través de las cuales
pasan unos bulones roscados que salen de los largueros tubulares,
mientras que en los espacios intermedios entre los mencionados
bulones dichas bridas poseen unos orificios pasantes, yendo
incorporadas además en los costados de los segmentos unas placas
provistas a su vez con orificios pasantes.
Con ello así, los segmentos de composición de
los tramos longitudinales de la torre se unen mediante amarre con
tornillos a través de las placas de los costados de los segmentos,
estableciéndose la unión entre los tramos longitudinales de la
torre, así como respecto de una base de cimentación, mediante los
bulones roscados que salen de los largueros tubulares y que
atraviesan a las bridas de los extremos de los segmentos, de forma
que los bulones de los segmentos de cada tramo se incluyen a través
de los orificios de las bridas extremas de los tramos consecutivos,
para asegurar la sujeción mediante tuercas de apriete incorporadas
sobre los bulones.
La base de cimentación es de hormigón y en el
borde superior de la misma salen bulones roscados como los de los
extremos de los segmentos componentes de los tramos de la torre,
yendo en ese borde superior de la cimentación a su vez una brida, a
través de la cual pasan lo bulones, mientras que en los espacios
intermedios dicha brida posee también orificios pasantes, de forma
que el amarre del tramo inferior de la torre sobre dicha cimentación
se establece de la misma manera que la unión entre los tramos.
Se obtiene así una torre estructurada de forma
que resulta de fácil construcción y montaje, y sin problemas para el
transporte, consiguiéndose una reducción importante del peso (entre
el 40 y el 60%) respecto de las soluciones constructivas
convencionales.
Los bulones de amarre de los tramos de la torre
para el montaje longitudinal de ésta, pueden ir solidarios en los
extremos de los largueros longitudinales de los segmentos
componentes de los tramos, resultando con esta solución que los
largueros tubulares tienen que soportar los esfuerzos de tracción y
de compresión que afectan al conjunto de la torre en la función de
aplicación, lo que conlleva problemas de fatiga que exigen un grosor
sobredimensionado de la pared de los largueros tubulares.
Otra solución es que los bulones de amarre vayan
determinados en los extremos de barras o cables pretensados pasantes
por el interior a todo lo largo de los largueros tubulares, con lo
cual los esfuerzos de de tracción que afectan a la torre los
soportan las barras o cables que incorporan a los bulones de amarre
entre los tramos, de modo que los largueros tubulares solo soportan
los esfuerzos de compresión, lo cual reduce los problemas de fatiga
y por lo tanto se requiere menos material.
Con todo ello, la torre preconizada resulta de
unas características ciertamente ventajosas, adquiriendo su
realización vida propia y carácter preferente, respecto de las
soluciones convencionales, para la formación de las torres de los
aerogeneradores, particularmente en dimensiones de gran altura.
La figura 1 muestra un aerogenerador provisto de
una torre realizada según el objeto de la inven-
ción.
ción.
La figura 2 muestra en perspectiva un segmento
componente de la formación de los tramos parciales de la torre
preconizada.
La figura 3 es una vista en sección transversal
del segmento de la figura anterior.
La figura 4 es un detalle ampliado de la zona IV
indicada en la figura 3.
La figura 5 es un detalle parcial en perspectiva
ampliada de un segmento componente de la formación de los tramos de
la torre.
La figura 6 muestra en perspectiva explosionada
el montaje del tramo inferior de la torre sobre la base de
cimentación.
La figura 7 es una perspectiva explosionada del
montaje de un segundo tramo de la torre respecto del primer tramo ya
unido a la base de cimentación.
La figura 8 es una perspectiva de una torre
compuesta por cuatro tramos consecutivos en altura.
La figura 9 es una perspectiva en detalle de la
parte superior de la base de cimentación de la torre.
La figura 10 es una perspectiva en detalle de la
unión del tramo inferior de la torre sobre la base de
cimentación.
La figura 11 es una vista en sección de la unión
de la figura anterior.
La figura 12 es un detalle parcial ampliado en
perspectiva de la misma unión anterior.
La figura 13 es un detalle parcial en
perspectiva de la unión entre dos segmentos componentes de la
formación de un tramo de la torre.
La figura 14 es un detalle en sección ampliada
de un amarre de unión entre dos tramos de la torre, con el bulón de
amarre solidario en el extremo del larguero tubular
correspondiente.
La figura 15 es un detalle en sección ampliada
de un amarre de unión entre dos tramos de la torre, con el bulón de
amarre determinado por el extremo de una barra que se extiende
longitudinalmente por el interior del larguero tubular
correspondiente.
El objeto de la invención se refiere a una torre
de las destinadas para soportar a una altura elevada el cuerpo (1)
de los aerogeneradores, para captar la acción del viento mediante un
rotor de palas (2), como se observa en la figura 1, con una
realización estructural de dicha torre que permite su construcción
de una gran altura, con un peso considerablemente reducido respecto
de las soluciones constructivas de las torres convencionales.
La torre preconizada se compone
longitudinalmente por una sucesión de tramos (3) que se disponen
consecutivamente amarrados entre sí y el tramo (3) inferior en
amarre sobre una base de cimentación (4), como representan las
figuras 6, 7 y 8.
Cada uno de los tramos (3) de la torre se forma
en la configuración de su contorno mediante una composición con
segmentos (5), los cuales son susceptibles de fabricación y
transporte independientemente, para formar la torre correspondiente
mediante la unión de dichos segmentos (5) y el amarre de los tramos
(3) que se forman con ellos, en el propio lugar de instalación del
aerogenerador, pudiendo así construirse torres de cualquier diámetro
y altura, sin impedimentos dimensionales de los elementos
componentes para el transporte.
Cada segmento (5) de formación de los tramos (3)
de la torre consta de una piel exterior (6) de chapa metálica, sobre
la cara interior de la cual se fijan una serie de largueros
tubulares (7) formados por perfiles metálicos, sobre los cuales se
disponen a su vez en la cara interior del segmento (5) unas
cuadernas transversales (8) formadas también por perfiles
metálicos.
En los costados del conjunto estructural del
segmento (5) se disponen unas placas (9) provistas con orificios
(10) pasantes y en los extremos se incorporan unas bridas (11), a
través de las cuales pasan unos bulones roscados (12) que salen de
los largueros tubulares (7), mientras que en los espacios
intermedios entre los pasos de los mencionados bulones roscados (12)
dichas bridas (11) poseen a su vez unos orificios (13) pasantes.
De este modo, la formación de los tramos (3) se
realiza mediante unión consecutiva de los segmentos (5) destinados
para la composición periférica del tramo, estableciéndose la
sujeción entre los segmentos (5) adyacentes mediante amarres con
tornillos y tuercas a través de los orificios (10) de las placas (9)
correspondientes de los costados de los segmentos (5). En la figura
13 se observa la unión mencionada entre dos segmentos (5)
adyacentes, sin representación de los tornillos y tuercas de
amarre.
La formación longitudinal de la torre se realiza
a su vez uniendo consecutivamente los tramos componentes (3), los
cuales se amarran entre sí mediante una sujeción que se establece
con los bulones roscados (12) de los extremos coincidentes de los
tramos (3), insertando los bulones roscados (12) de cada uno de los
tramos (3) a través de los orificios (13) de la brida extrema (11)
del otro tramo (3), para el apriete con tuercas (14) incorporadas
sobre los mencionados bulones roscados (12) por el otro lado, como
se observa en las figuras 11 a 13.
Para tal fin los bulones roscados (12) pueden ir
solidarios en los extremos de los largueros tubulares (7) como el
ejemplo de la figura 14, resultando con esta solución que los
largueros tubulares (7) tienen que soportar todos los esfuerzos de
tracción y de compresión que afectan al conjunto de la torre en su
función de aplicación, lo cual conlleva unos problemas de fatiga que
exigen en los mencionados largueros tubulares (7) un grosor de pared
sobredimensionado, con un consiguiente incremento de coste y peso de
la torre.
Una solución alternativa al respecto es
incluyendo a todo lo largo por el interior de cada uno de los
largueros tubulares (7) una barra o cable (15) pretensado, yendo
definidos o incorporados en los extremos de esa barra o cable (15)
los bulones roscados (12), como el ejemplo de la figura 15, de forma
que con esta solución los amarres de unión entre los tramos (3) de
la torre determinan unas condiciones que hacen que los esfuerzos de
tracción los soporten las barras o cables (15) pretensados y por lo
tanto que los largueros tubulares (7) solo tengan que soportar los
esfuerzos de compresión, con lo que se reducen los problemas de
fatiga y por consiguiente los largueros tubulares (7) requieren
menos material, reduciéndose así el costo y el peso de la torre.
Para esta solución las barras (15) son de menor coste que los
cables, pero el pretensado que permiten es también menor.
La base de cimentación (4) para el anclaje de la
torre, es de hormigón, yendo incluidas en ella unas barras (16), las
cuales sobresalen por el borde superior determinando bulones
roscados (12) como los de los extremos de los tramos (3) de la
torre, y en dicho borde superior de la base de cimentación (4) se
dispone también una brida (17), a través de la cual pasan los
mencionados bulones roscados (12) que determinan las barras (16),
mientras que en los espacios intermedios dicha brida (17) posee
también orificios pasantes (18), con lo cual el amarre del extremo
inferior del primer tramo (3) de la torre, sobre la base de
cimentación (4), se establece de igual modo que los amarres entre
los tramos (3), como se observa en las figuras 11 y 12.
Los largueros tubulares (7) después de pretensar
las barras o cables (15), opcionalmente pueden ser rellenados de
hormigón especial reforzado, para aumentar la rigidez de los
largueros tubulares (7), mejorando los modos de frecuencia de la
torre para una mejor adaptación a parques eólicos con vientos
fuertes y/o racheados.
En este sentido, a los largueros tubulares (7)
se les hace por sus extremos un agujero de paso; de manera que por
uno de los extremos se aplica vacío y por el otro se introduce a
presión el hormigón especial reforzado; con lo que, una vez fraguado
el hormigón, con él se mantiene el pretensado de los cables o barras
(15); de forma que desde el punto de fabricación los segmentos (5)
constitutivos de la torre salen ya con los cables o barras (15)
pretensados, hacia el punto de montaje del aerogenerador de
aplicación.
Claims (7)
1. Torre para aerogenerador, del tipo que se
compone mediante unión de consecutivos tramos longitudinales (3)
independientes, cuyo conjunto se dispone en montaje sobre una base
(4) de cimentación, determinándose cada tramo longitudinal (3)
mediante una composición con segmentos periféricos (5),
caracterizada porque cada segmento (5) de composición de los
tramos longitudinales (3) consta de una piel exterior (6) de chapa
metálica, sobre la cual se fijan en la cara interior una serie de
largueros tubulares (7) y sobre éstos unas cuadernas transversales
(8), yendo solidarias en los costados unas placas (9) provistas con
orificios pasantes (10), mientras que en los extremos del conjunto
se disponen unas bridas (11), a través de las cuales pasan unos
bulones roscados (12) que salen de los largueros tubulares (7),
mientras que en los espacios intermedios dichas bridas (11) poseen
orificios pasantes (13).
2. Torre para aerogenerador, de acuerdo con la
primera reivindicación, caracterizada porque el montaje de
formación de cada tramo longitudinal (3) se establece mediante
amarre atornillado de los respectivos segmentos (5) componentes a
través de los orificios (10) de las placas (9) de sus costados.
3. Torre para aerogenerador, de acuerdo con la
primera reivindicación, caracterizada porque la unión entre
los tramos longitudinales (3) de la torre, se establece mediante un
amarre que se determina pasando los bulones roscados (12) de cada
tramo (3) a través de los orificios (13) de la brida (11) del otro
tramo (3) y apriete con tuercas (14) incorporadas por el otro lado
sobre dichos bulones roscados (12).
4. Torre para aerogenerador, de acuerdo con las
reivindicaciones primera y tercera, caracterizada porque los
bulones roscados (12) van incorporados solidariamente en los
extremos de los largueros tubulares (7).
5. Torre para aerogenerador, de acuerdo con las
reivindicaciones primera y tercera, caracterizada porque los
bulones roscados (12) se determinan en los extremos de barras o
cables (15) pretensados que se incluyen pasando a todo lo largo por
el interior de los largueros tubulares (7).
6. Torre para aerogenerador, de acuerdo con la
primera reivindicación, caracterizada porque en el borde
superior de la base de cimentación (4) sobresalen también bulones
roscados (12), los cuales pasan a través de una brida (17)
incorporada en dicho borde y que en los espacios intermedios posee
orificios pasantes (18), para el amarre entre el primer tramo (3) de
composición de la torre, sobre dicha base de cimentación (4),
mediante inserción de los respectivos bulones roscados (12) a través
de las bridas (11 y 17) correspondientes y aprieto con tuercas (14)
por el otro lado.
7. Torre para aerogenerador, de acuerdo con las
reivindicaciones primera y quinta, caracterizada porque los
largueros tubulares (7) se rellenan de hormigón especial reforzado,
con el cual se aumenta la rigidez de dichos largueros tubulares (7)
frente a los esfuerzos que tienen que soportar.
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|---|---|---|---|
| ES200801705A ES2356679B1 (es) | 2008-06-06 | 2008-06-06 | Torre para aerogenerador. |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| ES200801705A ES2356679B1 (es) | 2008-06-06 | 2008-06-06 | Torre para aerogenerador. |
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| Publication Number | Publication Date |
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| ES2356679A1 true ES2356679A1 (es) | 2011-04-12 |
| ES2356679B1 ES2356679B1 (es) | 2011-11-28 |
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|---|---|---|---|
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| FG2A | Definitive protection |
Ref document number: 2356679 Country of ref document: ES Kind code of ref document: B1 Effective date: 20111128 |
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| FD2A | Announcement of lapse in spain |
Effective date: 20180924 |