ES2578272T3

ES2578272T3 - Torre para una instalación de energía eólica, así como procedimiento para la erección de la misma

Info

Publication number: ES2578272T3
Application number: ES12002718.0T
Authority: ES
Inventors: Michael Hänler; Steffen Borowski
Original assignee: Nordex Energy SE and Co KG
Current assignee: Nordex Energy SE and Co KG
Priority date: 2012-04-19
Filing date: 2012-04-19
Publication date: 2016-07-22
Anticipated expiration: 2032-04-19
Also published as: EP2653715A1; EP2653715B1; PT2653715T; DK2653715T3

Abstract

Torre para una instalación de energía eólica, que presenta una sección de torre (10) con una pared de torre (15) y una brida de base (26) que sobresale hacia dentro, en la que está prevista una instalación de torre autoportante (14) para la sección de torre (10), que presenta al menos tres soportes (16, 34) que discurren en paralelo y espaciados de la pared de torre (15) y los travesaños (18) que conectan entre sí lo soportes, caracterizada porque los soportes (16, 34) están dispuestos distribuidos sobre la circunferencia de la brida de base (26) y apoyados respectivamente sobre la brida de base (26).

Description

DESCRIPCION

Torre para una instalacion de ene^a eolica, asf como procedimiento para la ereccion de la misma.

5 La presente invencion se refiere a una torre para una instalacion de energfa eolica, que presenta una seccion de torre que posee una brida de base que sobresale hacia dentro en su extremo dirigido hacia la cimentacion. Igualmente la invencion se refiere a un procedimiento para la ereccion de una torre para una instalacion de energfa eolica.

10 Las torres segun la invencion para las instalaciones de energfa eolica comprenden torres que estan disenadas para una ereccion onshore o para una offshore. En las instalaciones de energfa eolica offshore, la construccion anclada en el suelo marino sobre la que se erige la torre se designa a continuacion como cimentacion.

Por el documento EP 1 933 029 A1 se ha conocido un procedimiento para la fijacion de elementos dentro de una 15 torre de una instalacion de energfa eolica. La torre se compone de distintas secciones de metal, estando fijados los elementos previstos aqu en soportes auxiliares. Los soportes auxiliares deben estar fijados en cada seccion de torre de manera que no se produzca un debilitamiento del material. Para evitar un debilitamiento del material, los soportes en doble T estan fijados en una brida superior y una brida inferior de la seccion de torre y discurren en paralelo a las paredes de la torre. En la brida superior esta previsto un apoyo fijo en el que estan fijados los soportes, mientras que 20 en la brida inferior esta previsto un apoyo libre que permite un desplazamiento del soporte en la direccion longitudinal de la torre

Por el documento US 2007/0187956 A1 se ha conocido una torre para una instalacion de energfa eolica, en la que esta dispuesto un modulo de potencia sobre una construccion portante. La construccion portante se apoya sobre la 25 cimentacion de la instalacion de energfa eolica.

Por el documento DE 20 2010 007 565 U1 se ha conocido una torre de un aerogenerador que presenta una seccion de torre tubular, en cuya brida superior estan suspendidos los accesorios interiores de la torre.

30 Por el documento WO 2006/056196 se ha conocido una instalacion de energfa eolica, asf como un procedimiento para su ensamblaje, en el que los accesorios apilables estan apilados unos sobre otros, donde los accesorios situados mas abajo estan dispuestos directamente sobre la cimentacion.

Por el documento WO 2010/103114 A1 se ha conocido una instalacion de energfa eolica con una seccion de torre 35 inferior en la que esta premontado un equipamiento electrico para la instalacion de energfa eolica. Durante el premontaje se fijan las unidades electricas, como por ejemplo, transformadores, cuadros de control, convertidores, interruptores de emergencia y similares en las paredes de la torre.

Por el documento DE 10 2005 049 289 A1 se ha conocido un soporte de cable, en particular para el apoyo del cable 40 del generador de una instalacion de energfa eolica, que presenta un conductor de soporte compuesto de varios conductores individuales. Los conductores individuales estan montados respectivamente por sf mismos y suspendidos como escaleras suspendidas en la torre.

Por el documento WO 2008/000565 A2 se ha conocido una torre para una instalacion de energfa eolica, cuyos 45 accesorios estan fijados en las secciones de torre respectivamente en una brida superior y una inferior. Los accesorios que portan los componentes electricos estan sobre la cimentacion.

Por el documento WO 02/46552 A1 se conoce una torre configurada de forma telescopica para grandes instalaciones de energfa eolica. Durante la ereccion de la torre se sujetan temporalmente barras de traccion entre las 50 bridas superiores e inferiores de una seccion de torre, a lo largo de la que se puede mover otra seccion de torre en altura.

La invencion tiene el objetivo de proporcionar una torre para una instalacion de energfa eolica, asf como un procedimiento para su ereccion, en la que sin un debilitamiento de las paredes de la torre se puedan premontar los 55 pesados accesorios electricos de la instalacion de energfa eolica de forma segura y fiable.

Segun la invencion el objetivo se consigue mediante una torre con las caractensticas de la reivindicacion 1. Configuraciones preferidas constituyen los objetos de las reivindicaciones dependientes.

La torre segun la invencion esta prevista y determinada para una instalacion de energfa eolica. La torre presenta una seccion de torre que presenta una brida de base que sobresale hacia dentro en su extremo dirigido hacia la cimentacion. La brida de base puede estar configurada tanto en una pieza, como tambien en varias piezas. Asf las bridas de base, que estan conectadas con una chapa de distribucion de cargas, tambien son bridas de base en el 5 sentido de la invencion. La instalacion de torre segun la invencion se puede apoyar sobre la brida de base en una pieza. Alternativamente la instalacion de torre se puede apoyar sobre la chapa de distribucion de cargas conectada con la brida de base. Segun la invencion esta prevista una instalacion de torre autoportante para la seccion de torre, que presenta al menos tres soportes que discurren en paralelo y espaciados respecto a la pared de torre y los travesanos que conectan entre sf los soportes. Los soportes estan distribuidos de forma preferiblemente uniforme 10 sobre la circunferencia de la brida de base, a fin de formar una instalacion de torre autoportante que esta completamente apoyada sobre la brida de base. Los soportes estan puestos sobre la brida de base. La instalacion de torre autoportante esta apuntalada sobre la brida de base, sin que esten presentes otras conexiones que posiblemente debilitan la pared de torre entre la instalacion de torre y la pared de torre. La invencion se basa en el conocimiento de que incluso los componentes pesados de una instalacion de energfa eolica se pueden montar de 15 forma segura y fiable en la torre mediante una instalacion de torre autoportante y exenta. Segun la invencion pueden suprimirse las conexiones con una brida superior o con la pared de torre, que aumentan el coste para el montaje de la instalacion de torre.

Con la instalacion de torre segun la invencion se puede usar de forma optima el espacio presente en la seccion de 20 torre. Asf, por ejemplo, los accesorios de la torre, que se ponen directamente sobre la cimentacion, presentan un diametro claramente menor que la torre. Esto se requiere para poder mover la instalacion de torre a traves de las bridas dirigidas hacia dentro de la seccion de la torre o para poder empujar la seccion de torre sobre la instalacion de torre que esta sobre la cimentacion. Gracias al apoyo de la instalacion de torre sobre la brida de base de la seccion de torre, la instalacion de torre se puede premontar en la seccion de torre y usar el espacio presente de forma 25 instalacion de torre sobre la seccion de torre tambien se puede impedir mediante el elemento de amortiguacion. En el elemento de amortiguacion se debe diferenciar si este establece un contacto de forma permanente entre la instalacion de torre y el lado interior de la pared de torre o si este solo entra en contacto con la pared de la torre en el caso de vibraciones con gran amplitud y asf impide las transmisiones de vibraciones.

30 Los soportes estan configurados preferiblemente como un perfil en T o como un perfil en doble T. Los soportes poseen en su extremo dirigido hacia la brida de base una chapa de distribucion de cargas que esta equipada preferiblemente con orificios para conectar los soportes con la brida de base. Alternativamente o adicionalmente los soportes tambien pueden estar dotados con una brida a traves de la que se puede fijar el soporte en la brida de base. A este respecto, la brida puede descansar sobre el lado plano de la brida de base dirigido hacia la instalacion 35 de torre o sobresaliendo sobre esta, estar en contacto o fijada con su superficie frontal.

En una forma de realizacion preferida, la brida de base esta configurada en una pieza con la pared de torre. En esta configuracion, la brida de base forma simultaneamente en su lado inferior una superficie de apoyo con la que la seccion de torre se puede poner sobre un cuerpo de cimentacion, otra seccion de torre o un adaptador que conecta 40 el cuerpo de cimentacion y la seccion de torre inferior.

En una configuracion alternativa, la brida de base prevista para el apuntalamiento de la instalacion de torre esta configurada en varias partes y conectada con la seccion de torre a traves de medios de conexion. Una brida de base semejante se puede formar, por ejemplo, mediante una chapa de distribucion de cargas que esta dispuesta entre la 45 seccion de torre y su apoyo, por ejemplo, un cuerpo de cimentacion o un adaptador.

El objetivo segun la invencion se resuelve igualmente por un procedimiento con las caractensticas de la reivindicacion 14. Configuraciones ventajosas del procedimiento constituyen los objetos de las reivindicaciones dependientes.

50

El procedimiento segun la invencion esta previsto para la ereccion de una torre para una instalacion de energfa eolica. En una etapa del procedimiento se realiza la facilitacion de una seccion de torre que en un extremo presenta una brida de base que sobresale hacia dentro. Para la ereccion de la instalacion de torre autoportante en la seccion de torre, que presenta al menos tres soportes que discurren en paralelo y espaciados respecto a la pared de torre y 55 los travesanos que conectan entre sf los soportes, en una etapa subsiguiente los soportes se disponen de forma distribuida sobre la circunferencia de la brida de base y en sus extremos de pie se fijan sobre la brida de base de la seccion de torre, de modo que la instalacion de torre autoportante esta apoyada libremente en la seccion de torre sobre la brida de base. El montaje de una instalacion de torre autoportante y exenta, que solo se apoya sobre la brida de base ofrece la ventaja de que se evita un debilitamiento de la pared de torre. En las etapas siguientes se

conectan los soportes con los travesanos y se montan las placas de fondo para la configuracion de plataformas sobre los travesanos. En etapas posteriores se realiza el montaje de los componentes en la instalacion de torre, asf como la ereccion de la torre para la instalacion de energfa eolica con la seccion de torre en la que ya estan montados los componentes en esta instalacion de torre. De este modo se reduce el tiempo de montaje, en particular 5 en torres offshore el tiempo de montaje sobre el mar, por lo que se producen ahorros de costes considerables en la ereccion de las torres. Los componentes son, por ejemplo, los componentes electricos de la instalacion de energfa eolica que se pueden disponer en la zona de base de la torre.

En un perfeccionamiento preferido del procedimiento, despues del montaje de los componentes en la instalacion de

10 torre y antes de la ereccion de la torre se realiza un examen de los componentes montados. De esta manera se

pueden reconocer de forma prematura los errores en la conexion de los componentes o errores en los componentes mismos. Se puede evitar la subsanacion de errores en el lugar de la ereccion de la torre, sea offshore u onshore.

En una configuracion preferida, la seccion de torre se facilita de forma vertical de modo que la brida de base se situa 15 en el extremo inferior de la seccion de torre y el montaje de la instalacion de torre sobre la brida de base se puede realizar en la seccion de torre vertical. La brida de base puede estar configurada en una pieza con la seccion de torre, alternativamente tambien es posible, por ejemplo, conectar una chapa de distribucion de cargas con la seccion de torre y prever esta como brida de base para el apuntalamiento de la instalacion de torre.

20 En una configuracion preferida la seccion de torre se transporta luego verticalmente hacia el punto de ereccion de la

torre. De este modo se evita que la instalacion de torre exenta se cargue o deteriore erroneamente en la seccion de torre.

Preferiblemente los componentes montados en la instalacion de torre son uno o varios componentes del siguiente 25 grupo: generador, transformador, cuadro de distribucion y convertidor. Estos tambien se pueden conectar electricamente entre sf o probar totalmente o parcialmente en su funcionamiento.

Una configuracion preferida de la torre segun la invencion se explica mas en detalle a continuacion mediante un ejemplo de realizacion. A continuacion muestran:

30

Fig. 1 una vista esquematica de una instalacion de energfa eolica,

Fig. 2 una vista esquematica de la instalacion de torre segun la invencion en una seccion longitudinal,

35 Fig. 3a-c representaciones en seccion a lo largo de las lmeas A-A, B-B y C-C de la fig. 2,

Fig. 4a-b una vista esquematica de los soportes en la zona de la brida de base, y

Fig. 5 una vista esquematica de los soportes en la zona de la brida de base al usar una chapa de distribucion de 40 cargas.

La fig. 1 muestra una instalacion de energfa eolica 1 con una torre 2 y una gondola 4 dispuesta sobre ella. En la gondola se situa la cadena cinematica (no representada) de la instalacion de energfa eolica que esta conectada con el rotor 6. La torre 2 se compone de varias secciones de torre 10 dispuestas unas sobre otra. La seccion de torre 10 45 inferior esta sobre un cuerpo de cimentacion 13 representado esquematicamente, que esta encastrado, por ejemplo, totalmente o parcialmente en el suelo. Alternativamente la seccion de torre inferior tambien puede estar conectada con una instalacion de cimentacion de un establecimiento offshore.

La fig. 2 muestra una seccion de torre 10 que esta conectada con la cimentacion 13 a traves de un adaptador 11. En 50 la seccion de torre 10 esta dispuesta una instalacion de torre autoportante 14 que se compone de varios soportes 16, 34. Los soportes 16, 34 se apoyan sobre la brida de base 26 de la seccion de torre 10. Estan dispuestos a una distancia de la pared de torre y estan conectados entre sf a traves de los travesanos 18. Los travesanos 18 estan conectados con los soportes 16, 34 de manera que se forman las plataformas 20, 22, 24. Las plataformas son transitables entre sf a traves de una escalera (no representada). Sobre los travesanos de las plataformas 55 individuales estan disenadas respectivamente las placas de fondo 28, de modo que toda la plataforma es transitable. Las placas de fondo 28 sobresalen lateralmente de los soportes 16, 34, pero poseen una distancia respecto al lado interior de la pared de torre. Las plataformas sirven para la colocacion de los componentes (no representado), como por ejemplo un transformador, una instalacion de conmutacion o un convertidor. Junto a las escaleras, las plataformas individuales estan conectadas entre sf asimismo mediante un guiado de cable en la direccion vertical.

En el extremo superior de la instalacion de torre estan previstos en los soportes 16 los elementos de amortiguacion 44, los cuales actuan entre la instalacion de torre y la pared interior de la seccion. Mediante los elementos de amortiguacion 44 se impide una transicion de vibraciones entre la instalacion de torre y la pared de torre.

5 Las figuras 3a, 3b y 3c muestran las secciones transversales a lo largo de las lmeas A-A, B-B y C-C. Las representaciones en seccion muestran las plataformas 20, 22, 24 dispuestas dentro de la seccion de torre 10 con los respectivos soportes 16, 34 correspondientes, asf como los travesanos 18 y placas de fondo 28. En el ejemplo de realizacion representado, la instalacion de torre autoportante posee doce soportes, de los que cuatro soportes 34 se extienden hasta la plataforma inferior 20 y ocho soportes 16 hasta la plataforma superior 24. Alternativamente el 10 numero de los soportes puede ser mayor o menor. El numero de soportes largos y cortos se puede variar conforme a las cargas a absorber por las plataformas.

Las fig. 3a muestra una placa de fondo 28 que esta apoyada sobre tres travesanos 18. Un travesano 18 discurre a traves del centro de la torre y esta fijado en dos soportes 16 opuestos, mientras que otros dos travesanos 18 15 discurren de forma descentrada y estan fijados en otros soportes 16. Los soportes 16 que discurren hasta la plataforma superior 24 no estan distribuidos de forma uniforme sobre la circunferencia, de modo que los travesanos 18 no discurren en paralelo unos respecto a otros.

La fig. 3b muestra los soportes 16 y los travesanos 18 en la seccion a lo largo de la lmea B-B de la fig. 2. Aqm los 20 travesanos estan dispuestos con otra orientacion respecto a la plataforma situada por encima de la fig. 3a a fin de distribuir la carga sobre otros soportes 16.

La fig. 3c muestra la seccion a lo largo de la lmea C-C de la fig. 2, sosteniendose aqm la placa de fondo 28 solo por dos travesanos 18. El travesano central 28 se puede suprimir.

25

En la fig. 3c tambien se puede reconocer que la plataforma 20 solo esta soportada por los soportes 34. Los soportes 34 no se extienden hasta las otras plataformas 22 y 24, sino que solo soportan la plataforma 20 para la absorcion de cargas especialmente pesadas respecto a la brida de base 26. Alternativamente la plataforma 20 se puede apoyar adicionalmente en los soportes 16 en las posiciones a las 2h, 4h, 8h y 11h.

30

Junto al uso de los travesanos 18 tambien es posible colocar vigas anulares (no representadas) en los soportes para poder apoyar asf las plataformas mejor, en particular en su zona de borde. A este respecto, las vigas anulares pueden estar configuradas mas tarde como anillo cerrado, que esta fijado en todos los soportes o como segmento anular que esta fijado en una parte de los soportes. Alternativamente tambien se pueden colocar otras vigas entre 35 las vigas 18 para reducir la distancia entre apoyos.

Las figuras 4a y 4b muestran a modo de ejemplo la fijacion de un soporte 16 en la brida de base 26 de la seccion de torre 10. El soporte 16 esta configurado como perfil en doble T con dos brazos en T 30, 32. El brazo en T 30 dirigido hacia la pared de torre finaliza por encima de la brida de base 26, de modo que el soporte 16 esta configurado 40 directamente por encima de la brida de base 26 solo como perfil en T con un brazo en T 32. El extremo inferior del perfil 16 esta soldado de forma fija con una chapa de distribucion de cargas 35, pudiendose extender la chapa de distribucion de cargas 35 tambien lateralmente mas alla del brazo en T 32. En el lado dirigido hacia dentro del brazo en T 32, una brida de conexion 36 esta conectada con el brazo en T 32 que sobresale hacia abajo del soporte 16. La brida de conexion 36 esta atornillada frontalmente con la brida de base 26 a traves de un perno 38, a fin de conectar 45 el soporte 16 con la brida de base 26.

La fig. 4b muestra una configuracion alternativa en la que esta prevista una brida de conexion 40 acodada que esta fijada en la brida de base 26 a traves de un perno 42. Alternativamente a las dos bridas de conexion 36 y 40 tambien es posible conectar el soporte 16 con la brida de base 26 a traves de la chapa de distribucion de cargas 34.

50

La fig. 5 muestra otra configuracion alternativa de la instalacion de torre segun la invencion. La seccion de torre 10 presenta una brida de base 26. La brida de base esta conectada con una chapa de distribucion de cargas 50 y por consiguiente esta configurada como brida de base en varias piezas segun a compresion de la invencion. La conexion de la brida de base 26 y la chapa de distribucion de cargas 50 se realiza a traves de medios de conexion 55 (no representados) en el orificio 52. El soporte 16 esta configurado como perfil en doble T con dos brazos en T 30, 32. El brazo en T 30 dirigido hacia la pared de torre termina por encima de la brida de base 26, de modo que el soporte 16 esta configurado en la zona de la brida de base 26 solo como perfil en T con un brazo en T 32. El extremo inferior del perfil 16 esta soldado de forma fija con una chapa de distribucion de cargas 35, que se extiende lateralmente mas alla del brazo en T 32. En la zona de la extension lateral la chapa de distribucion de cargas 35

presenta orificios que se corresponden con los orificios en la chapa de distribucion de cargas 50. El soporte 16 se conecta con la chapa de distribucion de cargas como brida de base a traves de orificios mediante pernos 54.

Claims

REIVINDICACIONES

1. Torre para una instalacion de ene^a eolica, que presenta una seccion de torre (10) con una pared de torre (15) y una brida de base (26) que sobresale hacia dentro,

5 en la que esta prevista una instalacion de torre autoportante (14) para la seccion de torre (10), que presenta al

menos tres soportes (16, 34) que discurren en paralelo y espaciados de la pared de torre (15) y los travesanos (18)

que conectan entre sf lo soportes,

caracterizada porque

10

los soportes (16, 34) estan dispuestos distribuidos sobre la circunferencia de la brida de base (26) y apoyados respectivamente sobre la brida de base (26).
2. Torre segun la reivindicacion 1, caracterizada porque los extremos de soportes (16) dirigidos hacia

15 fuera de la brida de base (26) estan libres y no estan conectados con la pared de torre (15).
3. Torre segun la reivindicacion 1 o 2, caracterizada porque los travesanos (18) estan conectados exclusivamente con los soportes (16).

20 4. Torre segun una de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizada porque los travesanos (18) estan

dispuestos horizontalmente entre los soportes (16, 34) a fin de formar al menos una plataforma (20, 22, 24) en la instalacion de torre.
5. Torre segun la reivindicacion 4, caracterizada porque una plataforma (20) dispuesta por encima de la 25 brida de base (26) presenta soportes cortos (34) que apoyan al menos uno de los travesanos en la plataforma (20)

sobre la brida de base (26).
6. Torre segun una de las reivindicaciones 1 a 5, caracterizada porque al menos un elemento de amortiguacion (44) esta dispuesto lateralmente entre la instalacion de torre (14) y el lado interior de la pared de torre.

30
7. Torre segun la reivindicacion 6, caracterizada porque el elemento de amortiguacion (44) esta fijado en la instalacion de torre.
8. Torre segun una de las reivindicaciones 1 a 7, caracterizada porque los soportes (16, 34) estan 35 configurados como perfil en T o como perfil en doble T.
9. Torre segun una de las reivindicaciones 1 a 8, caracterizada porque los soportes (16, 34) presentan

una chapa de distribucion de cargas (35) en su extremo dirigido hacia la brida de base (26).

40 10. Torre segun la reivindicacion 9, caracterizada porque la chapa de distribucion de cargas (35)

presenta orificios para atornillarse en la brida de base.
11. Torre segun una de las reivindicaciones 1 a 10, caracterizada porque en al menos un soporte (16,

34) en la zona de su extremo de pie esta prevista una brida de conexion (36, 40) a traves de la que esta conectado

45 el soporte (16, 34) con la brida de base.
12. Torre segun una de las reivindicaciones 1 a 11, caracterizada porque la brida de base esta configurada en una pieza con la pared de torre.

50 13. Torre segun una de las reivindicaciones 1 a 11, caracterizada porque la brida de base esta

conectada con la seccion de torre a traves de medios de conexion.
14. Procedimiento para la ereccion de una torre para una instalacion de energfa eolica con las siguientes

etapas del procedimiento:

55

- facilitacion de una seccion de torre (10) que presenta una brida de base (26) que sobresale hacia dentro en un extremo,

- disposicion de al menos tres soportes distribuidos sobre la circunferencia de la brida de base,

- fijacion de los soportes en su extremo de pie sobre la brida de base, de manera que la instalacion de torre autoportante esta apoyada libremente en la seccion de torre sobre la brida de base,

5 - conexion de los soportes con travesanos,

- montaje de las placas de fondo sobre los travesanos para la configuracion de plataformas,

- montaje de los componentes en la instalacion de torre,

10

- ereccion de la torre para la instalacion de energfa eolica con la seccion de torre en la que ya estan montados los componentes en la instalacion de torre.
15. Procedimiento segun la reivindicacion 14, caracterizado porque despues del montaje de los 15 componentes en la instalacion de torre y antes de la ereccion de la torre se examinan los componentes montados.
16. Procedimiento segun la reivindicacion 14 o 15, caracterizado porque la seccion de torre se facilita de forma vertical.

20 17. Procedimiento segun una de las reivindicaciones 14 a 16, caracterizado porque la seccion de torre

se transporta de forma vertical al punto de ereccion de la torre.
18. Procedimiento segun una de las reivindicaciones 14 a 17, caracterizado por

25 - la fijacion de una brida de base en la seccion de torre antes de que se facilite la seccion de torre.