ES2361358A1 - Torre para generador eólico. - Google Patents

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ES2361358A1
ES2361358A1 ES201031900A ES201031900A ES2361358A1 ES 2361358 A1 ES2361358 A1 ES 2361358A1 ES 201031900 A ES201031900 A ES 201031900A ES 201031900 A ES201031900 A ES 201031900A ES 2361358 A1 ES2361358 A1 ES 2361358A1
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shaft
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wind generator
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Guillermo Capellan Miguel
Javier Martinez Aparicio
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PREPHOR SA
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Prephor S A
PREPHOR SA
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Abstract

Torre para generador eólico.La invención consiste en una torre mixta de hormigón y acero, para soporte de generadores eólicos mediante la cual se consigue un abaratamiento en los costes de fabricación, transporte y montaje del fuste, frente a las soluciones existentes en el mercado, facilitando su fabricación en taller y permitiendo realizar el máximo aprovechamiento de la sección y el material del que está compuesta. Para ello, está constituida por un cuerpo cilíndrico a base de módulos acoplados sucesivamente entre sí en altura y reforzada la parte o tramo inferior de la misma con contrafuertes radiales con partes salientes, al igual que el extremo inferior de la torre, para su empotramiento en la correspondiente base de cimentación.

Description

Torre para generador eólico.
Objeto de la invención
La presente invención se refiere a una torre mixta de hormigón y acero, para soporte de generadores eólicos.
El objeto de la invención es conseguir un abaratamiento en los costes de fabricación, transporte y montaje del fuste, frente a las soluciones existentes en el mercado, así como facilitar su fabricación en taller y realizar el máximo aprovechamiento de la sección y el material del que está compuesta.
Antecedentes de la invención
La búsqueda de fuentes de energía renovable, se ha acrecentado en los últimos años, debido a la creencia, cada vez más firme, en las hipótesis existentes sobre el cambio climático y su relación con la producción de dióxido de carbono y gases de efecto invernadero.
Esta búsqueda, ha promovido la aparición de nuevas tecnologías que permitieran extraer la máxima cantidad de energía de las fuentes de energía renovables como la luz solar y el viento. No solo han aparecido nuevas tecnologías sino que estas se encuentran en un proceso continuo de mejora con el fin de aumentar los rendimientos de producción de energía.
La electricidad producida por los aerogeneradores, tiene su fundamento en la curva del perfil vertical del viento, en la que se establece la velocidad de viento en función de la altura y de la rugosidad del terreno.
El aerogenerador transforma una parte de la energía que lleva el volumen de aire que atraviesa la superficie batida por las palas, cuando circula a una velocidad superior a la umbral, por debajo de la cual, las palas no se mueven.
En el sector de la generación eólica, se ha producido un desarrollo importante y constante durante los últimos años, aumentando la potencia máxima de los aerogeneradores, llegando a potencias impensables hace menos de 10 años. Este aumento de la potencia se basa en dos principios fundamentales de la generación eólica como son la superficie de barrido y la velocidad del aire.
El perfil vertical de viento, tiene variación de pendiente parabólica, de manera que a partir de una velocidad determinada, el incremento de velocidad de viento con la altura, es irrelevante. Es por ello por lo que, las dimensiones de las palas y, consecuentemente, la altura de los bujes de los aerogeneradores, no aumentará ilimitadamente sino que su techo o bien se ha alcanzado ya o está próximo a alcanzarse, ya que un incremento en la altura supone un incremento importante en los costes de fabricación, montaje y operación.
Hasta la fecha, era común la realización de los fustes en acero, debido a su buen comportamiento a fatiga, a su ligereza y al gran desarrollo del proceso industrial de fabricación, transporte y montaje.
La mayoría de los fabricantes elaboran fustes de sección circular y canto variable con forma troncocónica, con el máximo diámetro en la base, ya que es la zona con las acciones de mayor magnitud. Estos fustes se componen de varias subsecciones de la misma longitud, generalmente, que se ensamblan en sus extremos bien con tornillos o mediante otros sistemas de fijación.
Sin embargo, pese a su correcto funcionamiento, comenzaron a estudiarse soluciones de hormigón debido a la volatilidad del mercado del acero en años pasados y al aumento de las demandas resistentes de los fustes para aerogeneradores de gran potencia.
La elevada volatilidad del mercado del acero durante los años 2006 a 2008, ocasionó importantes trastornos a los fabricantes de fustes, bien por la variabilidad de los precios, al alza en la mayoría de las veces, o bien por el retraso en la entrega de material. Esto obligó a los fabricantes de aerogeneradores a considerar la solución de hormigón para los fustes de los aerogeneradores, no contemplada hasta ese momento debido a la relativa diferencia en costes entre ambas soluciones.
La necesidad de elevar los bujes de los aerogeneradores por encima de los 80 metros, llegando hasta los 150 metros, incrementó notablemente la magnitud de los esfuerzos, tanto estáticos como dinámicos, con sus correspondientes efectos de fatiga y durabilidad. Estos esfuerzos no son absorbidos convenientemente por las soluciones actuales empleadas en los fustes de menor altura, por lo que el estudio y desarrollo de los fustes de hormigón fue obligado.
También se comenzó el montaje de aerogeneradores en zonas de plataforma continental de poca profundidad, sobre todo en el mar del norte, lo que también acrecentó el interés en los fustes de hormigón por motivos de durabilidad frente al ataque salino del agua de mar.
Con el incremento de los estándares de calidad exigidos en las nuevas construcciones, la introducción del prefabricado en el sector de los aerogeneradores era cuestión de tiempo, ya que el control de calidad a que se somete la manufactura de los elementos de hormigón prefabricados, es superior, en general, al que se efectúa en las obras ejecutadas "In Situ".
El empleo de piezas de hormigón prefabricado acelera el proceso de montaje, asegura una adecuada geometría de las piezas y cuenta con une elevada calidad del hormigón. También favorece el proceso productivo, reduciendo costes y consiguiendo una industrialización de la producción de fustes, complicada de conseguir mediante la fabricación in situ, en cada ubicación donde se sitúe el parque eólico.
Analizando las patentes existentes a nivel mundial, se han encontrado diferentes soluciones cuyas diferencias con respecto al modelo que se propone, se explican a continuación.
Comenzando por las patentes de la Oficina Española de Patentes y Marcas, encontramos la patente ES 2317716 a nombre de Gamesa Innovation and
Technology S.L. en la que se expone un fuste compuesto de dos secciones. La sección superior está compuesta por un tubo que puede ser de forma cilíndrica o troncocónica y la inferior es una celosía espacial. El material constituyente de ambas piezas se recomienda que sea el acero. Esta solución difiere notablemente de la presentada porque la geometría es notablemente diferente.
La patente ES 2296531, también propiedad de Gamesa Innovation and Technology S.L, propone una solución troncocónica para el fuste y realizada con elementos de hormigón prefabricado, unidos en obra. Se divide el fuste en segmentos de circunferencia unidos entre sí. Esta solución difiere de la propuesta ya que, aunque está realizada también con elementos de hormigón prefabricado, la sección del fuste es cónica y no cilíndrica, y no lleva los refuerzos exteriores que lleva el fuste que se propone. Tampoco coinciden en los métodos de unión de las piezas.
La empresa Vestas Wind Systems, es la propietaria de la patente ES 2297130, en la que se especifica la formación de fustes a partir de secciones de acero. Esta patente difiere notablemente de la presentada, tanto en geometría como en el material principal empleado.
La patente ES 2319709, propiedad de la empresa Prefabricaciones y Contratas S.A., propone un fuste novedoso mezcla de hormigón prefabricado y estructura metálica, con un apoyo en la base tipo trípode, en el que las eventuales patas están arriostradas entre sí. Nuevamente la solución discrepa notablemente de la propuesta ya que necesita arriostramientos tipo cruces de San Andrés entre las patas y en toda la sección.
La patente ES 2246734 propiedad de Structural Concrete & Steel S.L., propone el empleo de piezas con nervios rigidizadores interiores horizontales y verticales de unos 30-35 m de longitud, que al unirse configuran la sección del fuste troncocónico. De nuevo, esta solución se limita a trasladar la geometría de los fustes metálicos troncocónicos al hormigón, con la problemática que ese cambio supone. No se encuentran interacciones con la solución propuesta ya que los refuerzos son por la cara exterior.
En adelante se analizarán algunas patentes alemanas de fustes para aerogeneradores.
La patente DE 19832921, propiedad de W. Bern-
hardt, propone una solución mixta hormigón-acero, mediante una sección hueca de acero, que posteriormente se rellena de hormigón, formando una sección compuesta Acero-Hormigón-Acero. La correcta unión entre los materiales se consigue con bulones en el interior del hueco, unidos a ambas paredes, de manera que existe una unión sólida entre las tres secciones, ya que al hormigonarse el hueco, quedan las cabezas de los bulones embebidas en el macizado. Esta solución, aparte de tener sección troncocónica, dista mucho tanto en los materiales como en la geometría, de la propuesta presentada.
La patente DE 29809541, propiedad de R. Beyer, también expone un fuste de hormigón, compuesto por sectores que se ensamblan, formando una sección troncocónica, solución que dista notablemente de la geometría propuesta.
La patente DE 102004048365, propiedad de O. Schneider, propone un fuste de sección cilíndrica con refuerzos exteriores atados al fuste puntualmente puntos con piezas de níquel-cromo mediante tornillos. Esta tipología dista de la propuesta ya que los nervios rigidizadores propuestos están solidariamente unidos a los paneles nervados que componen el fuste, sin necesidad de realizar uniones intermedias.
La patente DE 202007003842 propiedad de Boehmert & Boehmert, propone un fuste de sección piramidal, compuesto por secciones cilíndricas y secciones rectas enlazadas entre sí, formando un fuste completo y cerrado. Esta solución, nuevamente discrepa de la que se propone ya que tiene sección variable y no tiene rigidizadores.
La patente DE 202008001606, propiedad de P. Wetzel, propone un fuste troncopiramidal, con aristas vivas, y formado por paneles rectos sin nervaduras. Esta solución discrepa profundamente de la propuesta, en la geometría de la sección y en la ausencia de refuerzos externos.
En adelante se analizarán algunas patentes europeas de fustes para aerogeneradores.
La patente EP 1227204, propiedad de Ralf U. Hofmman, propone una solución de fuste troncocónico ejecutado in situ, mediante encofrado trepante o deslizante. Esta solución difiere de la propuesta no solo en el método de ejecución, sino en la geometría de la sección.
La patente EP 1767729, propiedad de Sika Technology, propone un fuste de sección troncocónica, en la que cada se ha realizado una división piezas tipo dovela de manera que cada tramo de fuste está compuesto por tres dovelas unidas mediante machihembrado y con un relleno interior. De nuevo, se aborda el fuste con una transposición de la solución metálica a hormigón, con la problemática que la excesiva cantidad de subsecciones origina en lo que a las uniones se refiere. No existe gran similitud entre esta patente y la solución propuesta.
La patente EP 2182209, propiedad de Martin Glück, propone una solución híbrida con la zona superior metálica y la zona inferior de hormigón, de sección troncocónica y pretensado visto en la cara interior. Esta solución, continúa extrapolando la solución troncocónica de acero a hormigón, añadiendo el pretensado visto como elemento de atado entre las secciones. No se aprecian grandes sinergias con la solución propuesta.
En adelante se analizarán algunas patentes japonesas de fustes para aerogeneradores.
La patente JP 2000283019, propone una solución de fuste troncocónico, formado por casquetes troncocónicos concéntricos superpuestos, con llaves a cortante en el apoyo y con uniones tipo manguito entre las piezas de unión. Esta solución continúa con la sección troncocónica y con los tubos troncocónicos descritos en otras patentes anteriores, con la diferencia que se estiman insuficientes las uniones reflejadas en el dibujo y se aprecia gran diferencia con respecto al modelo presentado.
La patente JP2004011210, propiedad de Fuji Corporation, propone una sucesión de cilindros de sección circular o poligonal, y de diámetro ascendente desde la cabeza hasta la base, unidos con machihembrado y con pretensado longitudinal y circunferencial. Estos cilindros eventualmente estarán divididos en sectores verticales. Esta patente toma la solución de secciones cilíndricas, con el fin de facilitar la fabricación, sin embargo, la falta de refuerzos obliga a tomar un diámetro considerable en la base, superior al estimado con los refuerzos en el modelo presentado.
La patente JP2005180082, propone un fuste con sección cilíndrica en varios tramos, siendo su diámetro diferente en cada tramo, con un valor máximo en el empotramiento con la cimentación y un mínimo en la unión con la góndola. Cuenta, además, con la utilización de una pieza especial, para hacer la transición de un diámetro a otro, y la unión entre módulos se realiza con pretensado visto por la cara interior del fuste. De nuevo, la solución detallada, se basa en los anillos cilíndricos superpuestos para formar cada subsección del fuste, y anticipa que la sección cilíndrica es una buena solución para abaratar costes, pero sin embargo, dista notablemente de la solución preconizada con refuerzos radiales en la zona inferior.
La patente JP2005220715, propone una solución inicial en la base de sección variable troncocónica y un tramo final de sección cilíndrica. Cada uno de los tramos los divide en troncos de cono o cilindro, compuestos de subsecciones unidas entre sí mediante machihembrado horizontal y vertical atornillado, como si de una unión metálica se tratara. Esta solución difiere notablemente de la geometría propuesta.
La patente JP2005248687, propone una solución de fuste construido in situ, solución notablemente diferente a la preconizada con piezas de hormigón prefabricado.
La patente JP2005330675, propone un fuste cilíndrico formado por secciones superpuestas y ensambladas mediante pretensado. Además, cuanta con un sistema de absorción de energía en caso de sismo, basado en unas piezas metálicas que absorben parte de la energía del sismo por histéresis. Esta solución, estima que la sección cilíndrica es la solución al problema pero no considera los refuerzos en la base de la solución preconizada.
La patente JP2007046292, propone una solución de fuste troncocónico, compuesto por cilindros troncocónicos de una pieza, en la zona superior, y cilindros compuestos de sectores cónicos, en la zona inferior. El ensamblaje entre las secciones se realiza con unos tubos en espera, de manera que la sección de los tubos en la parte superior de la pieza, es mayor que la de la parte inferior, constituyendo la unión mediante machihembrado entre los tubos. Las secciones están dotadas de una nervadura circunferencial interior a la que se suplementará un pretensado también circunferencial. Esta solución, se basa en la unión machihembrada entre módulos mediante los tubos, carece de refuerzo en la base y la sección se ayuda de los tubos de unión, para obtener mayor rigidez, por lo que las diferencias con la solución preconizada son
grandes.
La patente JP2007120080, propone un fuste troncopiramidal, ya que declara sección poligonal en lugar de cilíndrica. Se divide la longitud del fuste en varias secciones piramidales. De nuevo se vuelve a emplear la solución de canto variable, pero esta vez con sección poligonal en lugar de circular, patente que difiere notablemente en la geometría, del fuste preconizado.
La patente JP2007120080, propone una solución con piezas rectas de sección trapecial, cuyo ensamblaje produce una sección poligonal de canto constante a lo largo del fuste. Se divide la longitud del fuste en varios cilindros que a su vez se subdividen en varias piezas formando un prisma poligonal. Las piezas que componen los cilindros en que se divide el fuste, se unen entre sí, mediante anillos metálicos situados en el interior del fuste, equidistantes a lo largo de la geometría de este. Esta unión se realiza con tornillos. También se proponen dos soluciones adicionales. La primera de ellas sería idéntica a la anterior, pero prescindiendo de una de cada dos piezas de sección trapecial, formando un fuste abierto. La otra solución contempla la colocación de estas piezas verticales, de forma radial, y uniendo estas con los anillos metálicos interiores, constituyendo, de nuevo, una sección abierta. Estimamos que la solución de los anillos es insuficiente para soportar los esfuerzos que le llegan desde la góndola, no solo por la geometría de la pieza metálica sino por la fragilidad de la unión con los tornillos. Además, ambas soluciones alternativas, discrepan notablemente de la solución preconizada, tanto en geometría como en capacidad portante.
La patente JP2008101363, propone una solución de fuste dividido en varias secciones prismáticas, estando cada una de ellas dividida en varios paneles verticales. Estos paneles tendrán una parte de su armadura vista, barras que quedarían unidas entre sí mediante la ejecución del relleno de la junta con un mortero y anclajes mecánicos de unión.
Esta solución, está compuesta de paneles verticales, pero estos carecen de refuerzos nervados como la solución que se preconiza, además de contar con un método de unión, que difiere del presentado.
La patente JP2002122066, propone un fuste de sección cilíndrica en toda la sección, contando con refuerzos radiales en la zona inferior. Esta solución divide el fuste en varios prismas cilíndricos que se unen posteriormente mediante un postesado longitudinal. En la parte inferior, se colocan unos refuerzos en forma de "T", unidos a la cimentación mediante postesado y unidos al fuste, con pernos.
Esta solución, adopta también el fuste cilíndrico como solución óptima, dotándolo de piezas de refuerzo exteriores en la base que ayudan a transmitir las cargas a la cimentación. La geometría difiere de la preconizada en esta patente que se presenta, porque los refuerzos son piezas externas que se atornillan al fuste y se unen a la cimentación con pernos, en contraste con la sección formada por paneles nervados en una sola pieza. También difiere en la forma de realizar la sección principal, que en un caso se hace con prismas cilíndricos y en la propuesta de esta patente, se realiza en varios segmentos verticales.
En adelante se analizarán algunas patentes Norteamericanas de fustes para aerogeneradores.
La patente US 7464512, propone una solución de fuste metálico compuesta de varios sectores que al unirse entre sí, crean la sección completa. Esta propuesta, divide el fuste en varios tramos longitudinales, cada uno de los cuales se subdivide en varios casquetes de geometría poligonal. Cada uno de estos sectores metálicos, abarca un ángulo de entre 90 y 120 grados y tiene una sección poligonal con un pliegue en cada extremo, en el que se realiza la unión mediante tornillos con las piezas adyacentes. Eventualmente se colocarán refuerzos en el interior del fuste con el fin de rigidizar las uniones. Aunque no se especifica en el texto, en los dibujos se aprecia una geometría tipo trípode en la zona de la base, para arriostrar el fuste a media altura.
Esta solución, difiere notablemente de la propuesta, ya que la sección es de acero y no de hormigón prefabricado. Tampoco coincide el método de rigidización del fuste.
La patente US 2009000227, propone un fuste mixto, dividido en tres tramos. El tramo inferior es troncocónico y de hormigón, el tramo intermedio es metálico de sección cilíndrica y el superior es también de acero pero de sección troncocónica.
Esta solución, utiliza una solución troncocónica, diferente de la preconizada y carece de refuerzos en la base.
La patente US 2009031639, propone una solución novedosa de fuste, con sección troncopiramidal en el tramo inferior y sección cilíndrica de acero u hormigón, en el tramo superior. El tramo inferior, está dividido en secciones tubulares, cada una de las cuales está formada por una sucesión de piezas rectas y curvas, entrelazadas entre sí, que forman la sección completa. Estas piezas está unidas mediante pretensado circunferencial.
La geometría de esta solución, difiere notablemente de la propuesta preconizada.
En adelante se analizarán algunas patentes Internacionales de fustes para aerogeneradores.
La patente WO 0201025, propone un fuste troncocónico de hormigón con pretensado longitudinal, anclado en la cimentación y realizado in situ.
Esta geometría difiere de la preconizada y no está formada por una sucesión de piezas prefabrica-
das.
La patente WO 0204766, propone un fuste troncocónico de hormigón prefabricado, formado por secciones de idéntica altura y canto variable, unidas entre sí mediante pretensado longitudinal.
Esta sección, de nuevo peca de ser una imitación de las soluciones existentes en acero, pero trasladadas al hormigón, con la problemática que ello conlleva. Esta geometría difiere de la preconizada ya que carece de refuerzos en la base y tiene sección varia-
ble.
La patente WO 03069099, propone varias soluciones para el fuste, todas ellas prefabricadas.
La primera de ellas consiste en un fuste de sección, troncopiramidal, formado por piezas longitudinales de sección constante y entre uno y varios quiebros en dirección transversal, que, al ensamblarse, forman una sección cerrada. Esta sucesión de secciones, resultado del ensamblaje, se colocan manteniendo los paños, por lo que las aristas en la geometría, se mantienen a lo largo de todo el fuste.
Otra variante de la solución anterior, consiste en romper estas alineaciones de aristas, colocando las secciones giradas un ángulo determinado, evitando así la formación de aristas constantes a lo largo de la alineación.
Esta patente señala también una solución de fuste cilíndrico, dividido en tramos verticales, estando cada uno de ellos dividido en 8 sectores de cilindro, ensamblados entre sí. Para evitar la aparición de puntos débiles en el fuste, se evita la creación de juntas constantes a lo largo del fuste, colocando cada tramo al tresbolillo, evitando la coincidencia de las juntas verticales en tramos contiguos. En otros dibujos se considera la solución de fuste formado por una sucesión de secciones cilíndricas con reducciones puntuales de sección, manteniendo el mismo despiece que en la solución cilíndrica constante.
Si bien, en esta patente se describe una multitud de soluciones formadas por paneles que, al ensamblarse, forman una sección compuesta, estos paneles no cuentan con las nervaduras de la solución que se preconiza.
La patente WO 2007025947, propone un fuste in situ, con hormigonado mediante bomba con flujo vertical ascendente. Con este sistema, se van hormigonando sucesivamente los diferentes tramos en que se ha dividido el fuste, haciendo que las partes fraguadas, vayan ascendiendo por la presión del hormigonado. Además, es imprescindible el atirantado de la cabeza del fuste construido, para evitar flexiones que pudieran colapsar el fuste durante la fase de hormigonado o elevación en cada interfase.
En esta patente, no se define una geometría en sí, sino un método de elaboración de fustes para aerogeneradores in situ, que claramente dista mucho de la solución preconizada.
La patente WO 20100.32075, propone un fuste de sección piramidal mixta, hormigón - acero. Esta solución crea un fuste abierto, en el que la sección adopta la forma de un tetraedro, en el que las aristas ascendentes, son sectores circulares de hormigón y estos están arriostrados entre sí, con una celosía en cada uno de los planos que forman la pirámide. De este modo se consigue una sección más ligera, que aprovecha el canto total de la sección, pero que es más compleja en su montaje y diseño, ya que aunque las piezas de hormigón son todas iguales en toda la altura del fuste, las celosías son de canto variable desde la base hasta la cabeza.
Las diferencias entre esta solución y la preconizada, son notables, no solo en la geometría sino en la composición de los materiales empleados.
La patente WO 2010044380, propone diferentes soluciones que se analizarán en detalle.
Comienza el desarrollo de la patente, describiendo una solución de fuste prismático de sección octogonal y canto constante. Este fuste así definido, estaría dividido, longitudinalmente, en anillos de una altura determinada, y a su vez, cada anillo se compondría de 4 casquetes en forma de "C" unidos con postesado circunferencial. Los anillos alternos contarían con refuerzos tipo nervio en su cara exterior, y la unión entre todos los anillos, tanto los nervados como los lisos, se realizaría con postesado longitudinal.
La siguiente solución propuesta, consiste en un fuste cilíndrico, dividido también en anillos, pero con un refuerzo helicoidal en toda la cara exterior del prefabricado, desde la base hasta la cabeza.
Otras soluciones propuestas, son similares a diferentes patentes expuestas anteriormente, bien mediante fuste troncopiramidal, fuste troncocónico y un fuste original con refuerzos circulares de diámetro variable, de dudosa utilidad estructural.
Analizando todas estas tipologías expuestas en la patente descrita, no encontramos parecido razonable con respecto a la propuesta que se preconiza, ya que no se describen refuerzos rigidizadores continuos del fuste, en contacto con la cimentación.
Descripción de la invención
La torre que se preconiza ha sido concebida para resolver la problemática anteriormente expuesta, en base a una solución sencilla pero de gran eficacia.
Mas concretamente, una primera novedad que presenta la torre de la invención es que el fuste de la misma es de configuración cilíndrica en toda su altura, con lo que el proceso de fabricación resulta mucho mas sencillo que cuando es de configuración tronco-cónica.
Otra característica de novedad es que la torre se materializa en hormigón, con o sin aligerar, a base de módulos que se van acoplando convenientemente entre sí en toda la altura de la torre, con la particularidad de que cada módulo está formado por una serie de sectores o piezas que se ensamblan colateralmente entre sí hasta conformar el anillo cilíndrico, acoplable a otros análogos para formar la torre.
En un tramo inferior de la torre se han previsto unos contrafuertes unidos monolíticamente, para refuerzo de la base, con partes salientes que se empotran en la propia base de cimentación.
De esta forma se pueden conseguir torres de gran altura, sin problemas de vibraciones ni de durabilidad, posibilitando una fabricación mucho mas sencilla que cuando la torre es tronco-cónica, y lo que es mas importante, permite la fabricación en taller de todas y cada una de las piezas que componen cada módulo, para luego "in situ" llevar a cabo el montaje de las piezas de cada módulo y la unión correlativa en vertical de los distintos módulos para formar lo que es el fuste de la torre, en cuya parte superior se montará el correspondiente aerogenerador.
Las piezas que constituyen cada módulo se consideran como paneles de hormigón prefabricado, unidos monolíticamente por medio de acero activo o pasivo, presentando esos paneles o piezas un radio constante para que se forme en cada caso un módulo cilíndrico.
En base a lo anteriormente expuesto, es posible fabricar una torre con un número mínimo de encofrados, en base precisamente a la constitución de los paneles de hormigón prefabricados y, dado el caso, pretensados.
Por último decir que los contrafuertes previstos en el tramo inferior de la torre y que completan lógicamente el esquema estructural de la misma con su unión monolítica al cilindro uniforme del fuste, presentarán un canto variable, dependiendo de su altura, siendo su sección preferentemente rectangular, sin descartar otra sección, como puede ser trapezoidal para alturas mayores.
Descripción de los dibujos
Para complementar la descripción que seguidamente se va a realizar y con objeto de ayudar a una mejor comprensión de las características del invento, de acuerdo con un ejemplo preferente de realización práctica del mismo, se acompaña como parte integrante de dicha descripción, un juego de dibujos en donde con carácter ilustrativo y no limitativo, se ha representado lo siguiente:
La figura 1.- Muestra una vista en alzado de la torre realizada de acuerdo con el objeto de la invención, con un generador eólico previsto en la parte superior de la misma.
La figura 2.- Muestra una vista en sección correspondiente a la línea de corte (A-A) representada en la figura 1.
La figura 3.- Muestra otra vista en sección, en este caso correspondiente a la línea de corte (B-B) de la misma figura 1.
La figura 4.- Muestra un detalle ampliado, en una perspectiva seccionada, de la parte inferior de la torre dotada de los correspondientes contrafuertes, resaltando la configuración del detalle de un panel.
Realización preferente de la invención
Como se puede ver en las figuras referidas, la torre (1) de la invención se caracteriza porque es de configuración cilíndrica en toda su altura, y está formada por una pluralidad de módulos (2) que se acoplan convenientemente entre sí de forma monolítica en vertical para formar el fuste de la propia columna o torre, de manera que cada módulo (2) está determinado por una pluralidad de piezas alargadas en vertical, que son paneles, siempre de hormigón, y que presentan una curvatura apropiada para formar entre ellas una configuración cilíndrica para cada módulo (2), viéndose en las figuras 2, 3 y 4, el correspondiente módulo (2) que está determinado en cada caso mediante varios paneles o piezas (2'), que corresponden a un sector del cilindro y que se acoplan convenientemente entre sí de forma colateral mediante acero pasivo o activo, para quedar unidos monolíticamente, y formar en cada caso el correspondiente módulo (2), uniéndose a su vez en vertical los distintos módulos, también monolíticamente, mediante acero activo o pasivo, para formar el fuste de la torre (1) con una configuración totalmente cilíndrica, que en su parte superior cuenta con un cuello (3) en el que va montado el correspondiente aerogenerador (4), en cuyos brazos van dispuestas las respectivas palas (5), como es convencional.
El fuste de la torre (1) presenta en su parte inferior una serie de contrafuertes (6) que forman parte de cada una de las piezas o paneles (2') que forman los módulos (2), todo ello de manera tal que la unión entre paneles (2') y por supuesto de los contrafuertes (6) se realiza monolíticamente con medios de acero activo o pasivo, pudiéndose fabricar en taller y llevar a cabo el montaje "in situ", con la especial particularidad de que el módulo (2) inferior de la torre, al igual que los contrafuertes (6), cuentan con salientes (7) de empotramiento en la correspondiente base de cimentación (8).
Como es evidente, en las distintas uniones monolíticas entre los propios módulos (2) que forman la torre (1) y la unión de los distintos paneles o piezas (2') que forma cada módulo (2), se realizará con las correspondientes juntas para conseguir una estructura totalmente estanca, resistente y práctica en su funcionalidad.

Claims (6)

1. Torre para generador eólico, que estando prevista para montar en su correspondiente extremo superior un aerogenerador eólico y conseguir energía eléctrica en base a la fuerza del viento, y estando dicha torre montada sobre una base de cimentación apropiada, se caracteriza porque está constituida por un cuerpo cilíndrico a base de módulos acoplados sucesivamente entre sí en altura y reforzada la parte o tramo inferior de la misma con contrafuertes radiales con partes salientes, al igual que el extremo inferior de la torre, para su empotramiento en la correspondiente base de cimentación.
2. Torre para generador eólico, según reivindicación 1, caracterizado porque el cuerpo cilíndrico de la torre está formado por una sucesión de módulos sucesivamente acoplados monolíticamente entre sí en altura, y cada módulo determinado por varios paneles con una curvatura determinada, interacoplados colateralmente entre sí, también monolíticamente, para formar una configuración cilíndrica en cada módulo.
3. Torre para generador eólico, según reivindicaciones anteriores, caracterizado porque los contrafuertes de refuerzo radiales están unidos monolíticamente a cada una de las piezas o paneles que forman cada módulo de la torre.
4. Torre para generador eólico, según reivindicación 3, caracterizada porque los contrafuertes son de sección rectangular e incluso trapezoidal para elevadas alturas.
5. Torre para generador eólico, según reivindicaciones anteriores, caracterizado porque la unión de las distintas piezas o paneles de cada módulo y la unión entre sí de los módulos, realizada monolíticamente, se efectúa por medio de acero activo o pasi-
vo.
6. Torre para generador eólico, según reivindicaciones anteriores, caracterizado porque las distintas piezas o paneles de cada módulo y los correspondientes contrafuertes de refuerzo, y por consiguiente todo el fuste de la torre, están realizados en hormigón con o sin aligerar.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
AT521433A1 (de) * 2018-07-13 2020-01-15 Holcim Technology Ltd Fundament für ein Windkraftwerk

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB741869A (en) * 1952-10-24 1955-12-14 Tileman & Company Ltd Improvements relating to hollow shafts such as chimneys and the like
FR2504966A1 (fr) * 1981-04-30 1982-11-05 Teplotechna Np Construction de grande hauteur
JP2002122066A (ja) * 2000-10-16 2002-04-26 Ps Corp 風力発電タワー
US20070181767A1 (en) * 2003-05-13 2007-08-09 Aloys Wobben Foundation for a wind energy plant
JP2008101363A (ja) * 2006-10-18 2008-05-01 Oriental Shiraishi Corp 柱状構造物並びにその構築方法、コンクリートパネル

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB741869A (en) * 1952-10-24 1955-12-14 Tileman & Company Ltd Improvements relating to hollow shafts such as chimneys and the like
FR2504966A1 (fr) * 1981-04-30 1982-11-05 Teplotechna Np Construction de grande hauteur
JP2002122066A (ja) * 2000-10-16 2002-04-26 Ps Corp 風力発電タワー
US20070181767A1 (en) * 2003-05-13 2007-08-09 Aloys Wobben Foundation for a wind energy plant
JP2008101363A (ja) * 2006-10-18 2008-05-01 Oriental Shiraishi Corp 柱状構造物並びにその構築方法、コンクリートパネル

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
AT521433A1 (de) * 2018-07-13 2020-01-15 Holcim Technology Ltd Fundament für ein Windkraftwerk
AT521433B1 (de) * 2018-07-13 2021-12-15 Holcim Technology Ltd Fundament für ein Windkraftwerk
US11578698B2 (en) 2018-07-13 2023-02-14 Holcim Technology Ltd Foundation for a windmill

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