ES2388102B1

ES2388102B1 - Mástil meteorológico marino para medida de recurso eólico.

Info

Publication number: ES2388102B1
Application number: ES201030141A
Authority: ES
Inventors: Marcos Jesús Pantaleón Prieto; Juan Echevarría Cuenca; Juan José González Méndez; Ángel Piedra Sisniega; Óscar Ramón Ramos Gutiérrez; Miguel Ángel Gutiérrez Martínez; Manuel Ángel Díaz García; Marian López Mesas; Luis Santiago Sánchez Martínez; Mikel Lasa Morán
Original assignee: Invest Y Desarrollo De En Renovables Marinas S L; Investigacion Y Desarrollo De Energias Renovables Marinas Sl; APIA XXI SA
Current assignee: SOCIEDAD PARA EL DESARROLLO REGIONAL DE CANTABRIA,
Priority date: 2010-02-03
Filing date: 2010-02-03
Publication date: 2013-10-16
Anticipated expiration: 2030-02-03
Also published as: WO2011095666A2; WO2011095666A3; ES2388102B8; ES2388102A1

Abstract

Mástil meteorológico flotante para medida de recurso eólico.#El mástil comprende un fuste (F) formado por varios tramos (1 - 3) unidos con carácter desmontable, recibiendo a diferentes alturas anemómetros convenciones, ultrasónicos y de cazoleta, así como elementos de medida para parámetros ambientales y del fondo marino. El fuste se une mediante otra brida a un soporte flotante (S) en el que participa un cilindro central (6), un tanque flotador (5) y un lastre (7), realizándose la fijación de todo el sistema al fondo marino mediante cadenas (8) que unen el soporte (S) con pesos muertos (9). El carácter modular y desmontable de los elementos citados facilitan tanto el montaje como el desmontaje del mismo, así como su transporte, a la vez que dicha modularidad permite también obtener un producto versátil, configurable y adaptable a diferentes necesidades de medida y a las características del fondo marino en el cual va a ser instalado.

Description

de las zonas terrestres con buenos recursos eólicos, lo que ha traído como

consecuencia el poner la vista en el mar, a pesar de que en él los costos de

instalación y mantenimiento son mayores a los de tierra. En este sentido cabe

señalar la Patente de Invención con número de publicación ES 2 324 276 por

5: una plataforma flotante para instalación de energía eólica, de la que es titular

la propia entidad solicitante.

El citado problema inherente a las instalaciones marítimas, el

mayor coste tanto de su instalación como de mantenimiento, hace que en este

1 O: caso la caracterización del recurso eólico sea aún mas importante, si esto

cabe.

En la actualidad y para esta caracterización del recurso eólico se

utilizan mástiles con capacidad de medición a alturas de decenas de metros,

15: mástiles que se montan sobre plataformas cimentadas al fondo marino, lo que

limita su campo de aplicación a profundidades menores de 30 metros. Estos

mástiles son del tipo monopilote, lo que requiere una gran cantidad de

recursos para su instalación (equipos de hinca flotantes, estudios exhaustivos

del lecho marino, etc.). Sin embargo la utilización de mástiles flotantes la

20: instalación es independiente de la profundidad y el tipo de fondo marino.

Además no se requieren los equipos altamente especializados necesarios en

los mástiles actuales.

En este sentido cabe señalar la Patente de Invención ES 32 301

25: 443, en la que sobre el mástil flotante se montan sistemas de medición

basados en el sistema LIDAR (Light-Imaging Detection and Ranging), para

medición de viento, que necesita la provisión de agua pura para limpiar la

lente, agua que es difícil de proporcionar en el mar, de manera que este

principio de funcionamiento condiciona las características del tipo de soporte,

30: su funcionamiento y la corrección de los datos del viento obtenidos del

5: movimiento de la propia torre. De forma mas concreta el sistema LIDAR se basa en laser y en el efecto Doppler, y además ese sistemas no permite concretar los movimientos del propio medidor, de manera que los parámetros obtenidos resultan falseados , no ajustándose a la realidad.

DESCRIPCIÓN DE LA INVENCIÓN

1O 15: El mástil que la invención propone utiliza como elementos de medida anemómetros convencionales, ultrasónicos y de cazoleta, que permiten una estructuración diferente para el mástil en sí mismo, para el que se ha previsto un carácter modular que lo hace desmontable, lo que facilita su transporte y permite utilizar distintos emplazamientos durante su vida útil. El mástil ofrece una gran versatilidad y permite realizar mediciones a distintas alturas. Ofrece gran estabilidad frente a la escora, frente al giro sobre su propio eje y a la traslación horizontal. El movimiento vertical debido a las variaciones de altura del agua, es pequeño, por ser consistente su línea de flotación, como se verá mas adelante.

20: Para ello y de forma mas concreta, el mástil está formado por un fuste y un soporte flotante que, con un sistema de anclaje, queda fijado al fondo marino con pesos muertos, de manera que es capaz de funcionar con escoras menores de 1 oo en aguas con profundidades medias y altas, estando su rango de profundidades de utilización situado entre los 30 y 200 metros.

25: El fuste es modular, a base de tramos de acero preferiblemente tronco-cónicos, decrecientes en sentido ascendente, unidos mediante bridas atornilladas para facilitar el transporte, como se ha comentado con anterioridad.

El soporte está formado por un cilindro central, un tanque flotador

y el lastre, presentando el cilindro central uniones desmontables que permiten que actúe como enlace entre las distintas partes del soporte y del fuste.

El tanque flotador es coaxial al cilindro central y está formado por compartimentos independientes y estancos unidos al cilindro central, para dar al sistema el empuje necesario que asegure la flotabilidad y la estabilidad requeridas.

El lastre está compuesto por bloques de hormigón unidos entre sí mediante sistemas desmontables, todo ello con la finalidad de facilitar su transporte, estando igualmente dicho lastre unido al cilindro central mediante sistemas desmontables.

El amarre se realiza mediante tres cadenas poco tensas que unen el tanque flotador con los pesos muertos colocados en el fondo marino, pesos muertos de características similares a los del lastre.

Según las características del emplazamiento y los requisitos de medida, se pueden utilizar distintos tipos de cilindro central, de flotador y de lastre, como se también se verá mas adelante.

DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS

Para complementar la descripción que se está realizando 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:

5: La figura 1.-Muestra, según una representación esquemática en alzado lateral, un mástil meteorológico flotante para medida de recurso eólico realizado de acuerdo con el objeto de la presente invención. La figura 2.-Muestra distintas configuraciones posibles y previstas para el flotador que participa en el mástil de la figura anterior.

1 O: La figura 3.Muestra configuración para el lastre. asimismo distintas posibilidades de

La figura 4.Muestra un igualmente en el mástil de la figura l.: peso muerto de los que participan

15: Las figuras 5 y 6.-Muestran respectivas configuraciones del mástil meteorológico flotante, con características de medida diferentes y componentes distintos en función de también distintos emplazamientos y requerimientos.

20

REALIZACIÓN PREFERENTE DE LA INVENCIÓN

25: A la vista de las figuras reseñadas, en particular de la figura 1, puede observarse como en el mástil que se preconiza participa un mástil (C), formado por dos módulos tronco-cónicos (1 y 3), unidos entre sí mediante una brida atornillada (2), constituyendo dicho fuste el medio de implantación, a cualquier nivel en altura, de la instrumentación, concretamente los anemómetros ultrasónicos y de cazoleta, la instrumentación ambiental (temperatura, humedad y presión) y los dispositivos GPS, componentes que

se sitúan en el exterior del fuste, mientras que la instrumentación de medida y corrección de movimientos (inclinómetros y acelerómetros) se sitúan en el interior del mismo.

El fuste (F) está unido a un soporte flotante (S) que a su vez está formado por tres partes distintas, un tanque flotador ( 5), un cilindro central

(6) y un lastre (7). La unión entre el fuste (F) y el soporte (S) se hace mediante una brida atornillada (4).

El mástil meteorológico flotante dispone además de un sistema de anclaje (A) que mantiene fija la estructura al fondo marino con el concurso de pesos muertos (9). Asociada al sistema de anclaje (A) se instala la instrumentación necesaria para medir olas (dirección y altura), y corrientes (intensidad y dirección).

Tal como ya se ha apuntado con anterioridad, y tal como muestra la figura 2, el flotador ( 5) puede adoptar distintas configuraciones, basadas en la existencia de compartimentos (1 O) unidos entre sí y al cilindro central ( 6), mediante unión desmontable.

Concretamente la figura 2a muestra un flotador ( 5) de geometría cilíndrica formado por compartimentos en forma de sector circular, así como uno de dichos compartimentos (1 O) independizado del resto del flotador. La figura 2b muestra un flotador (5) con geometría cúbica y también con compartimentos (10), en una representación similar a la de la figura 2a.

En la figura 2c aparece el flotador ( 5) con geometría cilíndrica formado por compartimentos longitudinales. En la figura 2d se muestra un flotador ( 5) con geometría cilíndrica y tronco-cónica, formado también por compartimentos longitudinales. Finalmente en la figura 2e aparece un

flotador (5) formado por cilindros longitudinales.

5: Cabe señalar que los flotadores mostrados en las citada figura 2 son meros ejemplos de realización práctica que no limitan en absoluto la configuración que pueden adoptar los flotadores (5).

1O: Como también se ha dicho con anterioridad y según muestra la figura 3, el lastre (7) también adopta una configuración modular, a base de bloques de hormigón (11) unidos entre sí y al cilindro central (6) mediante una unión desmontable.

15: Concretamente la figura 3 muestra un lastre (7) de geometría cuadrada, formado por bloques longitudinales (11 ), así como uno de estos bloques de forma aislada. Paralelamente la figura 3c muestra un lastre (7) con geometría cilíndrica formado por bloques longitudinales (11 ).

20 25: Similares circunstancias se dan respecto al peso muerto (9) que, como muestra la figura 4, está formado por bloques (13) unidos por sistema desmontable. Las bases de los muertos (9) son irregulares, con resaltes (12) que este ejemplo de realización práctica adoptan una configuración cuadrada pero que pueden adoptar otras configuraciones y cuya finalidad es mejorar su agarre con respecto al fondo marino.

Claims

MÁSTIL METEOROLÓGICO MARINO PARA MEDIDA DE RECURSO EÓLICO

5

DESCRIPCIÓN

OBJETO DE LA INVENCIÓN

1 O

La presente invención se refiere a una mástil meteorológico, concretamente a un mástil destinado a soportar elementos de medida relativos a recurso eólico, quot;in situquot; y otros parámetros ambientales, destinado a realizar dichas mediciones a nivel del mar, concretamente en aguas de media y elevada profundidad.

15

El objeto de la invención es conseguir un sustancial abaratamiento de costos, tanto en el mástil propiamente dicho como en sus accesorios, así como una mayor facilidad de transporte y montaje.

20

ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN

25

Como es sabido, el paso previo a la instalación de un parque eólico es la caracterización del recurso eólico presente en el emplazamiento. Para la caracterización del recurso eólico es necesario el empleo de mástiles de medida de viento que recojan, mediante diferentes aparatos situados a diferentes alturas, los parámetros necesarios para estimar la energía que generarían los aerogeneradores que se instalasen en ese emplazamiento.

Por otro lado existen parques eólicos instalados en la mayor parte