ES2471718A1

ES2471718A1 - Aerogenerador con carena de dirección

Info

Publication number: ES2471718A1
Application number: ES201201272A
Authority: ES
Inventors: Benito Lauret Aguirregabiria; Grabiela OVANDO VACAREZZA; Juan Miguel LIROLA P�REZ; Luis Jes�s CLAROS MARFIL; B�len P�REZ-PUJAZ�N MIL�N; Luis Alberto ALONSO PASTOR; Estefania CASTA�EDA VERGARA; Mar�a MA�ANAS �LVARO; Mohamed Khayet Souhaimi
Original assignee: Universidad Politecnica de Madrid; Universidad Complutense de Madrid
Current assignee: Universidad Complutense de Madrid
Priority date: 2012-12-24
Filing date: 2012-12-24
Publication date: 2014-06-26
Anticipated expiration: 2032-12-24
Also published as: ES2471718B8; ES2471718B2

Abstract

Aerogenerador con carena de dirección está formado por un rotor o hélice 1, que de forma preferente tiene cinco palas, con un cono central 2, unido mediante un eje al cuerpo central 3, que contiene un generador eléctrico de tipo dinamo o alternador, que soporta una carena de dirección 4, que orienta el aerogenerador espontáneamente hacia el viento por su efecto aerodinámico. La carena de dirección 4 está unida al cuerpo central 3 mediante soportes delanteros 5 y traseros 6. El aerogenerador se apoya en un mástil 7, que está unido a la carena 4, permitiendo su giro 360° para conseguir su orientación óptima hacia el viento.

Description

AEROGENERADOR CON CARENA DE DIRECCiÓN

CAMPO TÉCNICO DE LA INVENCiÓN

La presente invención pertenece al campo técnico de la edificación, para obra nueva y rehabilitación de cualquier tipo de edificio, y más concretamente a la incorporación de energías renovables a los mismos, aunque también pOdría utilizarse en el medio rural, para explotaciones agrarias o ganaderas, e incluso en el sector industrial para servicio de pequeñas fábricas. En particular, la invención se refiere a la generación de energía eléctrica a partir del viento en los edificios o cerca de ellos, consiguiendo aportar parte del suministro eléctrico necesario en los edificios, ya sea para su consumo directo, para la recarga de baterías u otros sistemas de acumulación o para volcado directo a la red mediante un contador de producción, obteniéndose de esta forma un ahorro energético.

ANTECEDENTES DE LA INVENCiÓN

La necesidad de reducir las emisiones de C02 para atenuar el cambio climático obliga a los edificios a reducir en lo posible su consumo energético. Las energías renovables son una de las alternativas más significativas, y de ellas la e�lica es una posibilidad más en la edificación, ya sea por si sola o como complemento de otras energías como la solar, geotérmica, etc. La posibilidad de vender la energía producida a la compa��a mediante un contador de producción hace que la discontinuidad inherente a este tipo de energías quede neutralizada, resultando muy interesante su incorporación ya que se aprovecha la producción en su totalidad, reduciéndose enormemente el plazo de amortización de la inversión inicial. Se han desarrollado aerogeneradores domésticos o no de diferentes tipos y tamaños que dan servicio directamente o indirectamente a los edificios. De ellos destacan los que incorporan una carena que mejora de alguna manera el flujo de aire que atraviesa el aerogenerador, mejorando su rendimiento como se describe en los documentos de patente WO 005289, WO 0050769, US 0178856, US 4482290, US 4021135,FR 2947013, FR 2425002, En general se trata de dispositivos en los que la carena envuelve, es decir engloba o est� al exterior del rotor movido por el viento, por lo que su tamaño siempre ser� superior al del rotor que engloba. Para vientos de escasa magnitud (2-10 mIs) como los que se dan en general en la proximidad de las edificaciones se precisan ciertos tamaños de rotor (2-15 m de diámetro) que pueden derivar en tamaños excesivos de las carenas que los envuelven para una integración arquitect�nica adecuada. Además en vientos de escasa magnitud los beneficios de concentración de flujo aerodinámico son poco relevantes frente al coste e impacto visual de carenas de excesivo tamaño.

DESCRIPCi�N DE LA INVENCiÓN

La presente invención resuelve los problemas existentes en el estado de la técnica mediante un aerogenerador con carena de dirección, que est� formado por al menos un elemento de generación e�lica que se puede fijar o no a la estructura del edificio, con una carena de dirección de menor tamaño que el rotor principal. Estos elementos de generación e�lica permiten producir energía eléctrica a partir del viento, tanto en los edificios como en su proximidad. Estos elementos principalmente van dispuestos en tejados y cubiertas de los edificios, aunque también pueden ser dispuestos sobre mástiles en jardines o campos próximos

o para su utilización rural o industrial. El elemento de aerogeneraci�n consta de un rotor o hélice, de eje horizontal, unida a un generador eléctrico tipo dinamo o alternador que por acción del viento gira, produciendo una corriente eléctrica aprovechable por el edificio, orientándose al viento por acción de una carena aerodinámica que gracias a su diseño solo necesita el viento para lograr dicha orientación. De este modo, incluso en casos de vientos de pequeña intensidad (2-3 mIs) y gracias a su particular diseño se logra espontáneamente la orientación óptima del dispositivo, obteniéndose la máxima producción eléctrica posible, maximizando as� el ahorro energético resultante. Adicionalmente, debido a la constante reducción de costes de la electrónica, pOdría incorporar algún dispositivo mecánico o electrónico de asistencia al direccionamiento, sobre todo en realizaciones de mayor tamaño (8-15 m de diámetro). El tamaño de la carena de dirección es muy inferior al del rotor principal, ya que bastan diámetros reducidos para lograr el efecto de direccionamiento hacia el viento de la hélice, reduciéndose en gran medida el coste de fabricación del conjunto del dispositivo. Igualmente el impacto visual del elemento se reduce considerablemente frente a otros aerogeneradores con carena, facilitando en gran medida su integración arquitect�nica en los edificios.

Adicionalmente el aerogenerador puede tener un sistema de seguridad frente a vientos fuertes (40 mIs), tempestad o huracán (120 mIs), con o sin parada automática del rotor.

DESCRIPCi�N DE LAS FIGURAS

A continuación, para facilitar la comprensión de la invención, a modo ilustrativo pero no limitativo se describir� una realización de la invención que hace referencia a una serie de figuras. La figura 1 es un esquema general del aerogenerador con un borde final de la carena dentado, aunque puede tener otro diseño. La figura 2 muestra una vista frontal del aerogenerador, con una hélice de cinco palas aunque puede tener cualquier número de palas. La figura 3 es una sección transversal que muestra los soportes delanteros y traseros de la carena sobre el cuerpo central, que alberga el generador eléctrico. En estas figuras se hace referencia a un conjunto de elementos que son:

1.: Rotor o hélice del aerogenerador

2.: Cono central del rotor

3.: Cuerpo central del aerogenerador, que alberga el generador eléctrico (dinamo o alternador)

4.: Carena de dirección del aerogenerador

5.: Soportes delanteros de la carena sobre el cuerpo central del aerogenerador

6.: Soportes traseros de la carena sobre el cuerpo central de aerogenerador

7.: M�stil del aerogenerador que gracias a un apoyo giratorio permite el giro libre del mismo 3600 y alberga los conductores eléctricos de conexión a la red

DESCRIPCi�N DE REALIZACIONES PREFERENTES DE LA INVENCiÓN

Tal y como se puede apreciar en las figuras, el objeto de la presente invención es un aerogenerador con carena de dirección, formado por al menos un elemento de generación e�lica que se fija a la estructura del edificio. El aerogenerador est� formado por un rotor o hélice 1, que de forma preferente tiene cinco palas, con un cono central 2, unido mediante un eje al cuerpo central 3, que contiene un generador eléctrico de tipo dinamo o alternador, que soporta una carena de dirección 4, que orienta el aerogenerador espontáneamente hacia el viento por su efecto aerodinámico. La carena de dirección 4 est� unida al cuerpo central 3 mediante soportes delanteros 5 y traseros 6. El aerogenerador se apoya en un mástil 7, que est� unido a la carena 4 permitiendo su giro 3600 para permitir su orientación óptima hacia el viento. Las figuras 1 a 3 muestran de forma clara el aerogenerador.

Claims

REIVINDICACIONES

1. Aerogenerador con carena de dirección que est� formado al menos por un rotor

o hélice (1), con un cono central (2), un cuerpo central (3), que contiene o alberga un generador eléctrico de tipo dinamo o alternador, y una carena de dirección (4), cuya acción aerodinámica consigue orientar al rotor (1) hacia el viento incluso con vientos de poca intensidad (2-3 mIs), caracterizado porque la fijación del aerogenerador a la estructura del edificio o al terreno se realiza por medio de un mástil (7), que gracias a un apoyo giratorio permite el giro libre del aerogenerador 360�.
2.

Aerogenerador con carena de dirección, según la reivindicación 1, caracterizado porque la sección de la carena puede ser elíptica, cuadrada, triangular o con cualquier forma poligonal ylo curvilínea de sección cerrada.
3.

Aerogenerador con carena de dirección, según la reivindicación 1, caracterizado porque la sección de la carena (4) puede ser discontinua o abierta, compuesta de elementos planos o curvos, siempre que estos elementos se sitúen alrededor del cuerpo central (3), y puedan servir para orientar aerodin�micamente al aerogenerador.
4.

Aerogenerador con carena de dirección, según la reivindicación 1, caracterizado porque la carena (4) puede ser de mayor tamaño, incluso igual o superior al tamaño de la hélice (2-15 m), siempre que la hélice quede al exterior de la misma.
5.

Aerogenerador con carena de dirección, según la reivindicación 1, caracterizado porque tenga adicionalmente dispositivos mecánicos o electrónicos de direccionamiento.
6.

Aerogenerador con carena de dirección, según la reivindicación 1, caracterizado porque el número de palas del rotor (1) puede ser 1, 2, 3,4, 5 o más de
5.
7.

Aerogenerador con carena de dirección, según la reivindicación 1, caracterizado porque puede carecer de cono central del rotor (2).
8.

Aerogenerador con carena de dirección, según la reivindicación 1, caracterizado porque las palas pueden ser de paso variable.

5 9. Aerogenerador con carena de dirección, según la reivindicación 1, caracterizado porque tiene un sistema de seguridad frente a vientos fuertes, tempestad o huracán (40-120m/s), con o sin parada automática del rotor.