ES2359309A1 - Sistema de refrigeracion de aerogeneradores. - Google Patents
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Abstract
El sistema de refrigeración de aerogeneradores de la invención se basa en el enfriamiento del interior de la góndola del aerogenerador desde el interior de la torre y consta de un sistema de producción de agua refrigerada, ubicado en el exterior del aerogenerador, conectado mediante tuberías frigoríficas a un grupo hidráulico para acumulación y bombeo del agua refrigerada que se impulsa por medio de tuberías hidráulicas hasta una unidad terminal, compuesta de una batería de intercambio térmico y un ventilador, que se localiza lo más próxima posible a la góndola del aerogenerador y en la cual se enfría el aire del interior de la torre y se impulsa enfriado al interior de la góndola y cuyo funcionamiento es gestionado por un sistema de control que monitoriza constantemente la temperatura y/o humedad existentes.
Description
Sistema de refrigeración de aerogeneradores.
La presente invención está relacionada con los
aerogeneradores y más concretamente con los sistemas de
refrigeración que se emplean en su interior en climas de
temperaturas elevadas y para refrigerar los componentes
internos.
Las instalaciones de aerogeneradores en zonas
donde el clima alcanza elevadas temperaturas y/o elevados
porcentajes de humedad presentan la dificultad de conseguir que
dichos aerogeneradores trabajen en condiciones nominales, no
pudiendo trabajar a máxima capacidad.
Una de las principales causas de este
inconveniente radica en las propias limitaciones que marcan los
componentes internos de los aerogeneradores ubicados en la góndola
del aerogenerador frente a la temperatura, como es el caso de la
multiplicadora y el generador.
Por otro lado, no solo la temperatura externa
provoca una elevada temperatura en el interior de la góndola del
aerogenerador, sino que los propios equipos generan calor debido a
su funcionamiento, que debe ser disipado, para poder obtener un
rendimiento óptimo de la instalación. A altas temperaturas los
sistemas de disipación de calor por ventilación resultan
insuficientes.
Se conocen en el Estado de la Técnica soluciones
como las descritas en las Patentes WO2007110718, WO2008102184 y
US6676122, sin embargo estas soluciones plantean el inconveniente de
resultar invasivas en cuanto al espacio existente en el
aerogenerador, ya que en muchos casos requieren el rediseño de los
equipos y sistemas además de una redistribución de los mismos.
Por último, ninguno de los antecedentes del
Estado de la Técnica plantea una solución que combine la
problemática de la temperatura con la problemática derivada de
ambientes con elevada humedad, en los que se presentan problemas de
corrosión en los equipos, además de derivaciones y/o cortocircuitos
que afectan a los sistemas electrónicos.
De acuerdo con la presente invención se propone
un sistema de refrigeración en aerogeneradores, que gracias a sus
características constructivas y funcionales resulta realmente
ventajoso frente a las soluciones convencionales, garantizando el
funcionamiento del aerogenerador en condiciones nominales cuando la
temperatura y/o la humedad exceda los límites marcados por los
componentes del propio aerogenerador, así como resultando poco
invasivo en la implantación en el interior del propio aerogenerador,
por cuanto se evita el rediseño de componentes y sistemas
existentes, así como la redistribución del espacio interior para su
alojo.
El sistema de refrigeración puede ser instalado
tanto en aerogeneradores ya instalados y en funcionamiento que
requieran de una refrigeración, como en nuevos aerogeneradores
previamente a su instalación en cualquier parque de
aerogeneradores.
El equipo de refrigeración propuesto se basa en
el enfriamiento del interior de la góndola del aerogenerador desde
el interior de la torre y para ello consta de un sistema de
producción de agua refrigerada, ubicado en el exterior del
aerogenerador, conectado mediante tuberías frigoríficas a un grupo
hidráulico para acumulación y bombeo del agua refrigerada que se
impulsa por medio de tuberías hidráulicas hasta una unidad terminal,
compuesta de una batería de intercambio térmico y un ventilador, que
se localiza lo más próxima posible a la góndola del aerogenerador y
en la cual se enfría el aire del interior de la torre y se impulsa
enfriado al interior de la góndola.
El equipo también dispone de un sistema de
deshumidificación que garantiza que la humedad relativa en el
interior de la torre no supera un valor predeterminado, por ejemplo
un 75%, el cual pudiera provocar corrosión y/o derivaciones y
cortocircuitos, y que no sea excesivamente bajo, por ejemplo
inferior al 30%, para evitar la aparición de problemas por
acumulación de electricidad estática.
El funcionamiento del equipo es regulado por un
sistema de control que monitoriza constantemente la temperatura y/o
humedad existentes, de manera que en función de la temperatura
existente en el interior de la torre, si ésta excede una temperatura
de consigna prefijada, el sistema activa el equipo. Por otro lado,
siempre que se sobrepase una temperatura exterior determinada, el
equipo arrancará para mantener la reserva del depósito de agua fría,
y así poder suministrar agua de forma instantánea a la temperatura
adecuada cuando se supere la temperatura interior de consigna.
Así mismo, cuando la humedad relativa en el
interior de la torre sea superior al valor de humedad superior
predeterminado, es decir 75%, el controlador activará el sistema de
refrigeración, independientemente del valor de la temperatura
existente en el interior de aerogenerador.
El sistema de producción de agua refrigerada
está constituido por una moto-condensadora, ubicada
en el exterior de la torre, y un grupo hidráulico compuesto
principalmente por un intercambiador térmico, un depósito de
inercia, un vaso de expansión, y una bomba, todo bajo la plataforma
inferior de acceso al aerogenerador.
El agua, enfriada en dicho sistema de producción
de agua refrigerada, se bombea a través de unas tuberías hidráulicas
que se localizan en el interior de la torre, conectadas entre el
grupo hidráulico y la unidad terminal ubicada en la plataforma de la
torre más próxima a la góndola del aerogenerador, donde a través de
unas baterías de intercambio térmico aire-agua a la
que llegan las tuberías hidráulicas, el aire del interior de la
góndola será enfriado y propulsado mediante un ventilador hacia el
interior de la góndola.
La figura 1 es una perspectiva esquemática de la
instalación del sistema en un aerogenerador.
La figura 2 muestra una perspectiva en detalle
de la unidad terminal del sistema objeto de la invención.
La figura 3 muestra una vista explosionada del
difusor rotativo de la unidad terminal de la invención.
Tal y como se muestra en la figura 1 el equipo
de refrigeración consta de tres etapas diferenciadas, una primera
etapa (1) de producción de agua refrigerada, una segunda etapa (2)
de acumulación y bombeo de dicha agua fría y una tercera etapa (3)
de intercambio térmico aire-agua e impulsión del
aire enfriado, localizándose la primera etapa (1) en el exterior del
aerogenerador, la segunda en el interior, bajo la plataforma
inferior (4) de acceso al interior del aerogenerador, mientras que
la tercera etapa (3) se encuentra ubicada en el interior del
aerogenerador en la parte más próxima a la góndola (8), y más
concretamente en la última plataforma (5) de la torre (6).
La primera etapa (1) del sistema está
constituida por una moto-condensadora (1.1) ubicada
en el exterior de la torre (6) y unas tuberías frigoríficas (1.2)
que conectan con el intercambiador o evaporador (2.1) montado en un
grupo hidráulico (no representado) a través de una abertura (7.1) en
la puerta (7) de acceso al interior de la torre (6) del
aerogenerador, concretamente bajo la plataforma inferior.
La segunda etapa (2) consta de un depósito de
inercia donde el agua refrigerada es almacenada, y un vaso de
expansión para absorber las dilataciones del grupo hidráulico,
además de una moto-bomba (no representados). En esta
etapa el agua fría es bombeada hasta la unidad terminal (3) a través
de al menos una tubería hidráulica de impulsión (2.2), aislada
térmicamente, que parte del intercambiador (2.1) y retorna más
caliente por al menos otra tubería (2.2) que parte desde la unidad
terminal (3) hasta el intercambiador (2.1). El conjunto se alimenta
eléctricamente desde un armario eléctrico de fuerza y mando (no
representado) dispuesto ex profeso.
La tercera etapa (3), la unidad terminal, está
constituida por un módulo de baterías (3.1) de intercambio térmico
aire-agua montadas sobre un bastidor (no
representado), dispuesto en la aspiración de un ventilador (3.3), y
conectado al mismo mediante un conducto (3.4). El módulo (3.1) se
encuentra suspendido bajo la plataforma (5) con el fin de enfriar el
aire del interior de la torre (6), para que una vez refrigerado sea
impulsado por el ventilador (3.3) situado sobre la plataforma (5) al
interior de la góndola (8) del aerogenerador a través de un difusor
rotativo (3.2).
El difusor rotativo (3.2) está preparado para
girar solidariamente con el giro de la góndola (8), de manera que el
dardo de aire frío siempre incidirá sobre los componentes y
elementos de la misma forma, asegurando de esta manera una
refrigeración adecuada en cualquier momento.
Para lograr que la distribución del aire
impulsado dentro de la góndola sea siempre la misma,
independientemente de la posición relativa de la góndola con
respecto a la torre, el difusor rotativo (3.2), tal y como se
muestra en la figura 3, se compone de un anillo exterior (9)
solidario a la torre (6) y un anillo interior (10) solidario a la
góndola (8) del aerogenerador. El anillo interior (10) determina
unas guías (10.1) en las que se monta el anillo exterior (9) y una
abertura (10.2) por la sale de aire frío, mientras que el anillo
exterior (9) determina un conducto (9.1) por el que accede el aire
impulsado por el ventilador (3.3).
El hecho de que el módulo baterías (3.1) de la
unidad terminal (3) se encuentre suspendido garantiza la existencia
de mayor espacio en la plataforma (5) próxima a la góndola (8).
Por otro lado, todo el equipo se encuentra
gestionado por un sistema de control (no representado) el cual
dictamina el arranque y parada de los distintos componentes y
controla el funcionamiento de todos ellos mediante diferentes
sensores de temperatura y/o humedad, de manera que cuando los
sensores de temperatura del interior del aerogenerador detecten que
la temperatura en el interior de la torre (6) excede una temperatura
de consigna prefijada, el equipo arrancará refrigerando la góndola
(8).
Por otro lado, cuando los sensores de
temperatura detecten que la temperatura en el exterior de la torre
(6) excede un valor de consigna prefijado, el equipo arrancará para
mantener la reserva del depósito de agua fría, y así poder
suministrar agua de forma instantánea a la temperatura adecuada
cuando se supere la temperatura interior de consigna.
Por último, cuando los sensores de humedad
detecten que la humedad relativa en el interior del aerogenerador es
superior o inferior a unos valores superior e inferior
predeterminados, es decir superior a un 75% o inferior a un 30%, el
sistema de control activará el sistema de refrigeración,
independientemente del valor de la temperatura existente en el
interior de aerogenerador.
Se prevé que el sistema sea reversible, de
manera que también funcione en ambientes con climas fríos
produciendo agua caliente en lugar de fría, simplemente invirtiendo
el ciclo de funcionamiento.
Claims (12)
1. Sistema de refrigeración en un aerogenerador,
del tipo que se emplean en la disipación del calor de los equipos
del interior de la góndola del aerogenerador, caracterizado
porque consta de un sistema de producción (1) de agua refrigerada
conectado a una etapa (2), ubicada bajo la plataforma (4) inferior
de la torre (6), de acumulación y bombeo de dicha agua refrigerada
hasta una unidad terminal (3) dispuesta próxima a la góndola (8), en
la que el aire del interior de la torre (6) es enfriado e impulsado
al interior de la góndola (8) del aerogenerador en función de la
temperatura y/o humedad detectados por un sistema de control (no
representado).
2. Sistema de refrigeración en un aerogenerador,
según la primera reivindicación, caracterizado porque el
sistema de control (no representado) activa el sistema de
refrigeración cuando la temperatura en el interior de la góndola (8)
es superior a una temperatura de consigna prefijada.
3. Sistema de refrigeración en un aerogenerador,
según la primera reivindicación, caracterizado porque el
sistema de control (no representado) activa el sistema de producción
(1) de agua refrigerada si la temperatura ambiente exterior supera
un determinado valor de consigna predeterminado.
4. Sistema de refrigeración en un aerogenerador,
según la primera reivindicación, caracterizado porque el
sistema de control activa el sistema de refrigeración cuando detecta
una humedad relativa media en el interior de la góndola (8)
superiora un valor superior predeterminado o inferior a un valor
inferior predeterminado.
5. Sistema de refrigeración en un aerogenerador,
según la primera reivindicación, caracterizado porque el
sistema de producción (1) de agua refrigerada está constituido por
una motocondensadora (1.1), un grupo hidráulico (no representado) y
unas tuberías frigoríficas (1.2).
6. Sistema de refrigeración en un aerogenerador,
según la quinta reivindicación, caracterizado porque la
motocondensadora (1.1) del sistema de producción (1) de agua
refrigerada se ubica en el exterior de la torre (6), mientras que el
grupo hidráulico (no representado) se encuentra en el interior de la
torre (6) bajo la plataforma (4) de acceso.
7. Sistema de refrigeración en un aerogenerador,
según la primera reivindicación, caracterizado porque la
unidad terminal (3) consta de un módulo de baterías (3.1) de
intercambio térmico aire-agua montadas sobre un
bastidor, dispuesto en la aspiración de un ventilador (3.3), y
conectado al mismo mediante un conducto (3.4) y de un difusor
rotativo (3.2).
8. Sistema de refrigeración en un aerogenerador,
según la séptima reivindicación, caracterizado porque módulo
de baterías (3.1) de intercambio térmico aire-agua
de la unidad terminal (3) se encuentran suspendidas a través de una
abertura de la plataforma (5) de la torre (6) más próxima a la
góndola (8) del aerogenerador.
9. Sistema de refrigeración en un aerogenerador,
según la séptima reivindicación, caracterizado porque el
difusor rotativo (3.2) gira solidariamente al giro de la góndola (8)
del aerogenerador.
10. Sistema de refrigeración en un
aerogenerador, según la séptima reivindicación, caracterizado
porque el difusor rotativo (3.2) se compone de un anillo exterior
(9) solidario a la torre (6) que determina un conducto (9.1) por el
que accede el aire impulsado por el ventilador (3.3) y un anillo
interior (10) solidario a la góndola (8) del aerogenerador que
determina unas guías (10.1) en las que se monta el anillo exterior
(9) además de una abertura (10.2) por la que el aire frío sale
siempre en la misma dirección con respecto a la góndola (8) del
aerogenerador.
11. Sistema de refrigeración en un
aerogenerador, según la primera reivindicación, caracterizado
porque el sistema de control consta de sensores de humedad y
temperatura en el interior del aerogenerador.
12. Sistema de refrigeración en un
aerogenerador, según la primera reivindicación, caracterizado
porque su ciclo es reversible pudiendo generar tanto agua caliente
como agua fría.
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Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN102619707A (zh) * | 2012-04-27 | 2012-08-01 | 东方电气集团东方汽轮机有限公司 | 海上风力发电机组冷却系统 |
CN103573560A (zh) * | 2012-08-07 | 2014-02-12 | 上海万德风力发电股份有限公司 | 大型永磁直驱风力发电机组内部气流冷却系统 |
CN105781900A (zh) * | 2014-12-25 | 2016-07-20 | 浙江运达风电股份有限公司 | 一种风力发电机组及通风散热系统 |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2008052557A2 (en) * | 2006-11-03 | 2008-05-08 | Vestas Wind Systems A/S | A wind energy converter, a method and use hereof |
WO2008092449A2 (en) * | 2007-01-31 | 2008-08-07 | Vestas Wind Systems A/S | Wind energy converter with dehumidifier |
WO2008098573A1 (en) * | 2007-02-14 | 2008-08-21 | Vestas Wind Systems A/S | A system for recirculation of air in a component of a wind turbine |
US20080290662A1 (en) * | 2007-05-25 | 2008-11-27 | Gamesa Innovation & Technology, S.L. | Climatisation system for wind turbines |
-
2009
- 2009-11-10 ES ES200902135A patent/ES2359309B2/es not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2008052557A2 (en) * | 2006-11-03 | 2008-05-08 | Vestas Wind Systems A/S | A wind energy converter, a method and use hereof |
WO2008092449A2 (en) * | 2007-01-31 | 2008-08-07 | Vestas Wind Systems A/S | Wind energy converter with dehumidifier |
WO2008098573A1 (en) * | 2007-02-14 | 2008-08-21 | Vestas Wind Systems A/S | A system for recirculation of air in a component of a wind turbine |
US20080290662A1 (en) * | 2007-05-25 | 2008-11-27 | Gamesa Innovation & Technology, S.L. | Climatisation system for wind turbines |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN102619707A (zh) * | 2012-04-27 | 2012-08-01 | 东方电气集团东方汽轮机有限公司 | 海上风力发电机组冷却系统 |
CN102619707B (zh) * | 2012-04-27 | 2013-11-27 | 东方电气集团东方汽轮机有限公司 | 海上风力发电机组冷却系统 |
CN103573560A (zh) * | 2012-08-07 | 2014-02-12 | 上海万德风力发电股份有限公司 | 大型永磁直驱风力发电机组内部气流冷却系统 |
CN105781900A (zh) * | 2014-12-25 | 2016-07-20 | 浙江运达风电股份有限公司 | 一种风力发电机组及通风散热系统 |
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ES2359309B2 (es) | 2011-11-28 |
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