ES2546805A1

ES2546805A1 - Beacon for obstacles to air navigation (Machine-translation by Google Translate, not legally binding)

Info

Publication number: ES2546805A1
Application number: ES201430424A
Authority: ES
Inventors: Carlos Ruiz De Erentxun Ibero
Original assignee: Sociedad Anonima de Preformados Metalicos
Current assignee: Sociedad Anonima de Preformados Metalicos
Priority date: 2014-03-26
Filing date: 2014-03-26
Publication date: 2015-09-28

Abstract

Beacon for obstacles to air navigation, equipped with a watertight housing that includes inside it an electronic circuit (8), protected by a faraday cage (7) that wraps it, which feeds and controls the operation of a series of leds (9 ), strategically distributed around a baffle (10), as well as the communications circuit (rf) with the neighboring beacons and/or a master beacon, and an operating synchronization module, which generates and/or receives a synchronization signal that determines the lighting of all the beacons in the same area, at the same time. (Machine-translation by Google Translate, not legally binding)

Description

DESCRIPCIÓN DESCRIPTION

Baliza para obstáculos a la navegación aérea. Beacon for obstacles to air navigation.

Objeto de la invención 5 Object of the invention 5

La presente invención se refiere a una baliza destinada a señalar cualquier tipo de obstáculo para la navegación aérea e iluminar, más concretamente está especialmente concebida para un aerogenerador, situándose a este efecto en la parte superior de la góndola de dicha máquina. Esta baliza se configura en un cuerpo que presenta una carcasa estanca, la cual incluye 10 interiormente un circuito electrónico capaz de alimentar y controlar el funcionamiento de los medios de iluminación, constituidos en este caso por una serie de LED. Dicha carcasa se fija a través de una placa soporte en el aerogenerador. The present invention relates to a beacon intended to indicate any type of obstacle to air navigation and to illuminate, more specifically it is specially designed for a wind turbine, being placed for this purpose in the upper part of the gondola of said machine. This beacon is configured in a body that has a sealed housing, which internally includes an electronic circuit capable of feeding and controlling the operation of the lighting means, constituted in this case by a series of LEDs. Said housing is fixed through a support plate on the wind turbine.

Antecedentes de la invención 15 Background of the invention

El anexo 14 de la Organización de Aviación Civil Internacional (OACI), transpuesto a la legislación española mediante el Real Decreto 862/2009, establece la necesidad de notificar los parques eólicos a la Agencia Estatal de Seguridad Aérea (AESA), la cual indicará el balizamiento que se deberá instalar en cada uno de ellos, en cuanto al señalamiento y a la iluminación, en aquellos 20 casos en que se considere necesario, a fin de garantizar la seguridad y la regularidad de las operaciones de las aeronaves. En todos los casos la iluminación se instalará en la parte superior de la góndola del aerogenerador y dependiendo de la altura del aerogenerador requerirá de luces adicionales intermedias y funcionando durante la noche o las 24 horas. Annex 14 of the International Civil Aviation Organization (ICAO), transposed into Spanish legislation by Royal Decree 862/2009, establishes the need to notify wind farms to the State Air Safety Agency (AESA), which shall indicate the beacon to be installed in each of them, in terms of signaling and lighting, in those 20 cases where it is considered necessary, in order to ensure the safety and regularity of aircraft operations. In all cases the lighting will be installed in the upper part of the wind turbine gondola and depending on the height of the wind turbine it will require additional intermediate lights and running at night or 24 hours.

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Así pues, hoy en día es frecuente encontrar balizas en la señalización diurna o nocturna de generadores eólicos y otro tipo de obstáculos para la navegación aérea. Este tipo de balizas, en general, son convencionales y algunas de ellas emplean tecnología de LED, que toman la corriente eléctrica de la instalación del parque eólico o de placas solares dispuestas en la góndola del generador eólico o en la propia baliza. Su funcionamiento es individual y por tanto no disponen 30 de ningún tipo de sincronización con respecto al conjunto de las balizas montadas alrededor en los distintos aerogeneradores que componen el parque eólico, de forma tal que su encendido y apagado es aleatorio y por tanto no transmite la sensación de que en el lugar existe un parque eólico, ni tampoco de su amplitud y extensión. Thus, today it is common to find beacons in the day or night signaling of wind generators and other obstacles for air navigation. This type of beacons, in general, are conventional and some of them use LED technology, which take the electric current from the installation of the wind farm or solar panels arranged in the gondola of the wind generator or in the beacon itself. Its operation is individual and therefore they do not have 30 of any kind of synchronization with respect to the set of beacons mounted around in the different wind turbines that make up the wind farm, so that its on and off is random and therefore does not transmit the feeling that there is a wind farm in the place, nor of its breadth and extent.

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Tampoco es frecuente encontrar balizas diseñadas específicamente para este tipo de señalización, por lo que en la mayoría de las instaladas no se consigue un ángulo del rayo vertical positivo, que sea capaz de minimizar la intensidad por debajo de la línea horizontal. Nor is it common to find beacons designed specifically for this type of signaling, so that in most of the installed ones a positive vertical beam angle is not achieved, which is able to minimize the intensity below the horizontal line.

Otro problema que existe en la actualidad proviene del hecho de que este tipo de obstáculos están 5 sujetos a frecuentes descargas electrostáticas, que causan corrientes indeseadas momentáneas que causan graves daños en las balizas convencionales, por lo cual su vida media es limitada. Another problem that exists today comes from the fact that these types of obstacles are subject to frequent electrostatic discharges, which cause momentary unwanted currents that cause serious damage to conventional beacons, so their half-life is limited.

Descripción de la invención Description of the invention

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La baliza para obstáculos a la navegación aérea de la presente invención resuelve todos estos problemas: por un lado está configurada de tal forma que el conjunto de las balizas de un parque eólico están sincronizadas y comunicadas entre sí, encendiéndose y apagándose al unísono, proporcionado así la forma, extensión y localización aérea de la zona de obstáculo, como puede ser un parque eólico en su conjunto. Por otro lado la comunicación entre ellas y de al menos una 15 baliza maestra con el exterior, ya sea vía Internet o a través de modem, permite controlar e inspeccionar el funcionamiento del parque de balizas vía remota. The beacon for obstacles to air navigation of the present invention solves all these problems: on the one hand it is configured in such a way that the set of beacons of a wind farm are synchronized and communicated with each other, turning on and off in unison, thus provided the shape, extension and aerial location of the obstacle zone, such as a wind farm as a whole. On the other hand, the communication between them and at least one master beacon with the outside, either via the Internet or through modem, allows to control and inspect the operation of the beacon park remotely.

Los otros problemas comentados anteriormente también se ha encontrado una solución para ellos: el deflector de estas balizas y los diodos LED que generan la luz han sido dispuestos de tal 20 forma que la mayoría del flujo lumínico se concentra en un ángulo comprendido entre 84º y 92º, para que se distinga en la lejanía desde un punto de vista aéreo, pero que apenas contamina lumínicamente el entorno del suelo alrededor del aerogenerador, por lo que no se ve afectada ni la flora ni la fauna existente en la zona. Finalmente, también se ha previsto envolver el circuito electrónico de la baliza en una jaula de Faraday que impide la existencia de descargas 25 electrostáticas en el mismo, que pudieran ocasionar destrozos en él, dada la intensidad y frecuencia con la que se producen en este tipo de máquinas. The other problems discussed above have also found a solution for them: the deflector of these beacons and the LEDs that generate the light have been arranged in such a way that most of the light flow is concentrated at an angle between 84º and 92º , so that it is distinguished in the distance from an aerial point of view, but that barely lightly pollutes the soil environment around the wind turbine, so that neither the flora nor the fauna existing in the area is affected. Finally, it is also planned to wrap the electronic circuit of the beacon in a Faraday cage that prevents the existence of electrostatic discharges in it, which could cause damage to it, given the intensity and frequency with which they occur in this type of machines

Esta baliza incorpora, además de los elementos necesarios para su funcionamiento dos módulos que son trascendentes para la presente invención; a saber: 30 This beacon incorporates, in addition to the elements necessary for its operation, two modules that are transcendent for the present invention; namely: 30

- Un módulo de comunicaciones por radiofrecuencia (RF), adecuado para transferir datos relativos a su funcionamiento a otras balizas aledañas y/o a una baliza maestra. Esta baliza maestra la denominamos así porque está provista de un medio de comunicación remoto, que permite el control y la inspección remota del conjunto de balizas, situadas en 35 una zona concreta. - A radio frequency (RF) communications module, suitable for transferring data related to its operation to other surrounding beacons and / or to a master beacon. We call this master beacon because it is provided with a remote means of communication, which allows remote control and inspection of the set of beacons, located in a specific area.

- Un módulo de sincronización de funcionamiento, que genera y/o recibe una señal de sincronismo que determina el encendido de todas las balizas de la misma zona, al mismo instante. Para este módulo de sincronización se han previsto dos alternativas válidas, que se pueden implantar dependiendo de la magnitud y extensión del parque en el que se instalen: 5 - An operation synchronization module, which generates and / or receives a synchronization signal that determines the lighting of all beacons in the same area, at the same time. Two valid alternatives are planned for this synchronization module, which can be implemented depending on the magnitude and extent of the park in which they are installed: 5

La primera opción emplea una antena y un circuito GPS dispuesto en cada baliza, sincronizado por el reloj universal de la señal de los satélites GPS, que determina el encendido cada un número determinado de segundos. El segundo sistema de sincronización emplea una señal de radiofrecuencia (RF) emitida por la baliza matriz y es ésta la que, si se desea, está sincronizada 10 con el reloj universal de la señal satélite GPS. The first option uses an antenna and a GPS circuit arranged in each beacon, synchronized by the universal clock of the GPS satellites signal, which determines the ignition every a certain number of seconds. The second synchronization system employs a radio frequency (RF) signal emitted by the matrix beacon and it is this which, if desired, is synchronized with the universal clock of the GPS satellite signal.

La baliza matriz incorpora un módulo de comunicaciones móviles (GPRS), con su correspondiente tarjeta SIM, a través del cual se conecta a Internet, o de un modem, con un servidor remoto a través del cual se controla el parque eólico, para enviar y recibir señales de control o inspección 15 de todas las balizas del parque, que determinen e identifiquen su estado, en cuanto a funcionamiento o avería, así como otros parámetros detectables y medibles en cada baliza. The matrix beacon incorporates a mobile communications module (GPRS), with its corresponding SIM card, through which it connects to the Internet, or a modem, with a remote server through which the wind farm is controlled, to send and receive control or inspection signals 15 of all beacons in the park, which determine and identify their status, in terms of operation or breakdown, as well as other detectable and measurable parameters in each beacon.

La baliza en sí, comprende una carcasa estanca que la envuelve donde se incorporan los siguientes elementos o dispositivos: 20 The beacon itself, comprises a watertight housing that wraps it where the following elements or devices are incorporated: 20

- una placa base, que incorpora una pluralidad de LED distribuidos estratégicamente alrededor, - a motherboard, which incorporates a plurality of LEDs strategically distributed around,

- un deflector montado con simetría axial sobre dicha placa base, el cual presenta una superficie cónica que define múltiples caras o facetas, que de acuerdo con la distribución de los LED determina una intensidad lumínica variable dependiendo de su orientación, 25 - a deflector mounted with axial symmetry on said base plate, which has a conical surface that defines multiple faces or facets, which according to the distribution of the LEDs determines a variable light intensity depending on its orientation, 25

- una placa electrónica que integra la alimentación y control de los LED, así como el circuito de comunicaciones (RF) con las balizas aledañas y, en su caso, la antena y el circuito de recepción GPS, - an electronic board that integrates the power and control of the LEDs, as well as the communications circuit (RF) with the surrounding beacons and, where appropriate, the antenna and the GPS reception circuit,

- una jaula Faraday que envuelve dicha placa electrónica y la protege frente a descargas electrostáticas; 30 - a Faraday cage that wraps said electronic board and protects it against electrostatic discharge; 30

Exteriormente también se ha previsto una tapa de cierre, que tiene por finalidad reflejar los rayos del sol e impedir el calentamiento de la baliza. Externally, a closing lid is also provided, which aims to reflect the sun's rays and prevent the heating of the beacon.

Descripción de las figuras Description of the figures

Para complementar la descripción que se está realizando y con objeto de facilitar la comprensión de las características de la invención, se acompaña a la presente memoria descriptiva un juego de dibujos en los que, con carácter ilustrativo y no limitativo, se ha representado lo siguiente: 5 To complement the description that is being made and in order to facilitate the understanding of the characteristics of the invention, a set of drawings is attached to the present specification in which, for illustrative and non-limiting purposes, the following has been represented: 5

Las figuras 1 y 2 muestran sendas vistas en planta y perspectiva de una baliza realizada de acuerdo a la invención. Figures 1 and 2 show both plan and perspective views of a beacon made according to the invention.

La figura 3 se corresponde con una vista en perspectiva de la baliza anterior desplegada en las 10 piezas que la conforman. Figure 3 corresponds to a perspective view of the previous beacon deployed in the 10 pieces that make it up.

Las figuras 4 y 5 muestran dos esquemas de bloques funcionales que reflejan el funcionamiento de un parque eólico en el que cada generador tiene instalada una de estas balizas. Figures 4 and 5 show two functional block diagrams that reflect the operation of a wind farm in which each generator has one of these beacons installed.

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Realización preferente de la invención Preferred Embodiment of the Invention

Como se puede observar en las figuras referenciadas la baliza para obstáculos a la navegación aérea presenta un cuerpo estanco, formado en esencia por una base (1), sobre la que se atornilla la tapa (2), interponiéndose entre ambas piezas una junta (11) de estanqueidad. Por debajo de la 20 base (1) y montada con unos separadores se fija una placa soporte (3), que presenta medios convencionales de atornillado en la zona superior de la consola del aerogenerador. As can be seen in the referenced figures, the beacon for obstacles to air navigation has a tight body, essentially formed by a base (1), on which the cover (2) is screwed, interposing between both pieces a gasket (11 ) of tightness. A support plate (3) is attached below the base (1) and mounted with spacers, which has conventional means of screwing in the upper part of the wind turbine console.

Por encima de la tapa (2) se fija, también separado ligeramente de ésta, un disco (4) que tiene por misión evitar que los rayos del sol sobrecalienten el cuerpo de la baliza, al tiempo que también 25 constituye un disipador de calor. Above the cover (2), a disc (4) is also fixed slightly apart from it, whose mission is to prevent the sun's rays from overheating the beacon body, while also constituting a heat sink.

En el interior del cuerpo de la baliza se instalan los elementos que propician su funcionamiento. La placa electrónica (8), que integra varios circuitos, entre los que lógicamente está el que controla el encendido de una serie de LED (9), dispuestos estratégicamente en la base (1) para conseguir 30 una distribución espacial de intensidad lumínica, sobre todo en el plano horizontal. Por debajo de la placa electrónica (8) y separándola de la placa base (1) se sitúa el deflector (10), en este caso formado por seis facetas que permiten alcanzar una simetría axial o radial. Estas facetas se han optimizado, junto con los LED (9), para obtener los perfiles de distribución espacial de intensidad marcados por las recomendaciones oficiales. La intensidad se mantiene en valores estables en la 35 dirección horizontal, en condiciones de luz diurna o durante la noche. El ángulo de proyección Inside the body of the beacon, the elements that propitiate its operation are installed. The electronic board (8), which integrates several circuits, among which logically is the one that controls the lighting of a series of LEDs (9), strategically arranged in the base (1) to achieve a spatial distribution of light intensity, over All in the horizontal plane. Below the electronic plate (8) and separating it from the base plate (1) is the deflector (10), in this case formed by six facets that allow axial or radial symmetry. These facets have been optimized, together with the LEDs (9), to obtain the spatial intensity distribution profiles marked by official recommendations. The intensity is maintained at stable values in the horizontal direction, in daylight conditions or at night. Projection angle

media del haz superior a 3º en cualquier caso y la intensidad por debajo de 1º de la horizontal está comprendida entre 50% y 75% del valor de la intensidad en la horizontal en cualquiera de los planos que contiene el eje de simetría de la baliza. El conjunto se ha optimizado para aprovechar el 95% del flujo lumínico de los LED y que más del 50% del flujo se concentre en la zona de los 84º a los 92º. 5 average of the beam greater than 3º in any case and the intensity below 1º of the horizontal is between 50% and 75% of the value of the intensity in the horizontal in any of the planes that contains the axis of symmetry of the beacon. The set has been optimized to take advantage of 95% of the light flow of the LEDs and that more than 50% of the flow is concentrated in the area of 84º to 92º. 5

La placa electrónica (8) está envuelta por una jaula de Faraday (7) que la protege frente a la cualquier descarga electrostática. The electronic board (8) is wrapped by a Faraday cage (7) that protects it against any electrostatic discharge.

La placa electrónica (8) integra un módulo de radiofrecuencia (RF) que emite una señal que 10 incorpora datos relativos a su funcionamiento. El conjunto de balizas (Bal) de un parque eólico (véase figuras 4 y 5) establece comunicación con una baliza matriz (BalM), que dispone de un modulo de comunicaciones GPRS a través del cual está conectada a Internet o a un modem remoto, en cualquiera de los casos asociado a un servidor remoto, por medio del cual se controla o inspecciona el estado de todas las balizas de un parque eólico. 15 The electronic board (8) integrates a radio frequency (RF) module that emits a signal that incorporates data related to its operation. The set of beacons (Bal) of a wind farm (see figures 4 and 5) establishes communication with a matrix beacon (BalM), which has a GPRS communications module through which it is connected to the Internet or to a remote modem, in any of the cases associated with a remote server, by means of which the state of all the beacons of a wind farm is controlled or inspected. fifteen

En la figura 4 se aprecia una instalación de balizas (Bal) de este tipo en un parque eólico, en la que cada uno de estos aparatos dispone de una antena GPS, que captura la señal del satélite que determina la hora universal, a fin de que todas ellas se sincronicen en la secuencia de encendido y apagado, para que el conjunto del parque eólico funcione como un conjunto. 20 Figure 4 shows an installation of beacons (Bal) of this type in a wind farm, in which each of these devices has a GPS antenna, which captures the satellite signal that determines the universal time, in order to that all of them synchronize in the sequence of on and off, so that the whole of the wind farm works as a set. twenty

En la figura 5 se observa una instalación en la cual la señal de sincronización es emitida por la baliza maestra (BalM) y en la que cada baliza al recibir esa señal de sincronización efectúa el encendido o apagado, según la señal. En este caso la baliza maestra opcionalmente dispone de una antena GPS y de un circuito de sincronización a través de la señal del reloj universal 25 transmitida por este medio que permitiría por ejemplo sincronizar varios parque eólicos distantes entre sí. Figure 5 shows an installation in which the synchronization signal is emitted by the master beacon (BalM) and in which each beacon, upon receiving that synchronization signal, turns on or off, according to the signal. In this case, the master beacon optionally has a GPS antenna and a synchronization circuit through the signal of the universal clock 25 transmitted by this means that would allow for example to synchronize several wind farms distant from each other.

Una vez descrita suficientemente la naturaleza de la invención, así como un ejemplo de realización preferente, se hace constar a los efectos oportunos que los materiales, forma, tamaño 30 y disposición de los elementos descritos podrán ser modificados, siempre y cuando ello no suponga una alteración de las características esenciales de la invención que se reivindican a continuación: Once the nature of the invention has been sufficiently described, as well as an example of a preferred embodiment, it is stated for the appropriate purposes that the materials, shape, size and arrangement of the described elements may be modified, provided that this does not imply alteration of the essential features of the invention claimed below:

Claims

1.- Beacon for obstacles to air navigation, of the type located at the top of the obstacle, indicating and lighting it, equipped with a waterproof housing that includes an electronic circuit (8) inside that feeds and controls the operation of a series of LEDs (9), which is provided with a support plate (3) that has means for fixing the wind turbine, said beacon comprising:

- a radio frequency (RF) communications module, suitable for transferring data related to its operation, to other surrounding beacons and / or to a master beacon, provided with a remote communication medium, which allows remote control and inspection of the whole of beacons located in a specific area;

- an operation synchronization module, which generates and / or receives a synchronization signal that determines the lighting of all the beacons in that area, at the same time.

fifteen

2.- Beacon, according to claim 1, characterized in that the operating synchronization module employs an antenna and a GPS circuit, present in each beacon that is fired every certain number of seconds, synchronized by the universal clock of the signal of GPS satellites

twenty

3.- Beacon, according to claim 1, characterized in that the operating synchronization module uses a radio frequency (RF) signal, emitted by the matrix beacon.

4.- Beacon, according to claim 1, characterized in that the matrix beacon incorporates a mobile communication module (GPRS), through which it is connected via the Internet and / or a modem with a remote server, by means of of which the beacon park is controlled remotely.

5. Beacon, according to claim 1, characterized in that the watertight housing that surrounds it comprises:

- a base plate (1), which incorporates a plurality of LEDs (9) strategically distributed around 30,

- a deflector (10) mounted with axial symmetry on said base plate (1), which has a conical surface that defines multiple faces or facets, which in accordance with the LED distribution determines a variable light intensity depending on its orientation, 35

- an electronic board (8) that integrates the power and control of the LEDs (9), as well as the communications circuit (RF) with the surrounding beacons and, where appropriate, the antenna and the GPS reception circuit (6) ,

- a Faraday cage (7) that wraps said electronic board and protects it against electrostatic discharge; 5

6. Beacon, according to claim 5, characterized in that the closure cover (2) externally has a disk (4) that reflects the sun's rays and prevents the heating of the beacon.