ES2657191T3 - Instalación de energía eólica flotante con una cimentación flotante y procedimiento para la instalación de una instalación de energía eólica semejante - Google Patents

Instalación de energía eólica flotante con una cimentación flotante y procedimiento para la instalación de una instalación de energía eólica semejante Download PDF

Info

Publication number
ES2657191T3
ES2657191T3 ES15745376.2T ES15745376T ES2657191T3 ES 2657191 T3 ES2657191 T3 ES 2657191T3 ES 15745376 T ES15745376 T ES 15745376T ES 2657191 T3 ES2657191 T3 ES 2657191T3
Authority
ES
Spain
Prior art keywords
installation
wind power
foundation
rotor
tower
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
ES15745376.2T
Other languages
English (en)
Inventor
Sönke Siegfriedsen
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Aerodyn Engineering GmbH
Original Assignee
Aerodyn Engineering GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Aerodyn Engineering GmbH filed Critical Aerodyn Engineering GmbH
Application granted granted Critical
Publication of ES2657191T3 publication Critical patent/ES2657191T3/es
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F03—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F03D—WIND MOTORS
    • F03D13/00—Assembly, mounting or commissioning of wind motors; Arrangements specially adapted for transporting wind motor components
    • F03D13/20—Arrangements for mounting or supporting wind motors; Masts or towers for wind motors
    • F03D13/25—Arrangements for mounting or supporting wind motors; Masts or towers for wind motors specially adapted for offshore installation
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B63—SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; RELATED EQUIPMENT
    • B63B—SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; EQUIPMENT FOR SHIPPING 
    • B63B1/00—Hydrodynamic or hydrostatic features of hulls or of hydrofoils
    • B63B1/02—Hydrodynamic or hydrostatic features of hulls or of hydrofoils deriving lift mainly from water displacement
    • B63B1/10—Hydrodynamic or hydrostatic features of hulls or of hydrofoils deriving lift mainly from water displacement with multiple hulls
    • B63B1/12—Hydrodynamic or hydrostatic features of hulls or of hydrofoils deriving lift mainly from water displacement with multiple hulls the hulls being interconnected rigidly
    • B63B1/125—Hydrodynamic or hydrostatic features of hulls or of hydrofoils deriving lift mainly from water displacement with multiple hulls the hulls being interconnected rigidly comprising more than two hulls
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B63—SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; RELATED EQUIPMENT
    • B63B—SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; EQUIPMENT FOR SHIPPING 
    • B63B21/00—Tying-up; Shifting, towing, or pushing equipment; Anchoring
    • B63B21/20—Adaptations of chains, ropes, hawsers, or the like, or of parts thereof
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B63—SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; RELATED EQUIPMENT
    • B63B—SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; EQUIPMENT FOR SHIPPING 
    • B63B21/00—Tying-up; Shifting, towing, or pushing equipment; Anchoring
    • B63B21/24—Anchors
    • B63B21/26—Anchors securing to bed
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B63—SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; RELATED EQUIPMENT
    • B63B—SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; EQUIPMENT FOR SHIPPING 
    • B63B21/00—Tying-up; Shifting, towing, or pushing equipment; Anchoring
    • B63B21/50—Anchoring arrangements or methods for special vessels, e.g. for floating drilling platforms or dredgers
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B63—SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; RELATED EQUIPMENT
    • B63B—SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; EQUIPMENT FOR SHIPPING 
    • B63B35/00—Vessels or similar floating structures specially adapted for specific purposes and not otherwise provided for
    • B63B35/44—Floating buildings, stores, drilling platforms, or workshops, e.g. carrying water-oil separating devices
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F03—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F03D—WIND MOTORS
    • F03D1/00—Wind motors with rotation axis substantially parallel to the air flow entering the rotor 
    • F03D1/06—Rotors
    • F03D1/065—Rotors characterised by their construction elements
    • F03D1/0675—Rotors characterised by their construction elements of the blades
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F03—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F03D—WIND MOTORS
    • F03D13/00—Assembly, mounting or commissioning of wind motors; Arrangements specially adapted for transporting wind motor components
    • F03D13/10—Assembly of wind motors; Arrangements for erecting wind motors
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F03—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F03D—WIND MOTORS
    • F03D13/00—Assembly, mounting or commissioning of wind motors; Arrangements specially adapted for transporting wind motor components
    • F03D13/20—Arrangements for mounting or supporting wind motors; Masts or towers for wind motors
    • F03D13/22—Foundations specially adapted for wind motors
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B63—SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; RELATED EQUIPMENT
    • B63B—SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; EQUIPMENT FOR SHIPPING 
    • B63B1/00—Hydrodynamic or hydrostatic features of hulls or of hydrofoils
    • B63B1/02—Hydrodynamic or hydrostatic features of hulls or of hydrofoils deriving lift mainly from water displacement
    • B63B1/10—Hydrodynamic or hydrostatic features of hulls or of hydrofoils deriving lift mainly from water displacement with multiple hulls
    • B63B1/12—Hydrodynamic or hydrostatic features of hulls or of hydrofoils deriving lift mainly from water displacement with multiple hulls the hulls being interconnected rigidly
    • B63B2001/128—Hydrodynamic or hydrostatic features of hulls or of hydrofoils deriving lift mainly from water displacement with multiple hulls the hulls being interconnected rigidly comprising underwater connectors between the hulls
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B63—SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; RELATED EQUIPMENT
    • B63B—SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; EQUIPMENT FOR SHIPPING 
    • B63B21/00—Tying-up; Shifting, towing, or pushing equipment; Anchoring
    • B63B21/20—Adaptations of chains, ropes, hawsers, or the like, or of parts thereof
    • B63B2021/203—Mooring cables or ropes, hawsers, or the like; Adaptations thereof
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B63—SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; RELATED EQUIPMENT
    • B63B—SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; EQUIPMENT FOR SHIPPING 
    • B63B35/00—Vessels or similar floating structures specially adapted for specific purposes and not otherwise provided for
    • B63B35/44—Floating buildings, stores, drilling platforms, or workshops, e.g. carrying water-oil separating devices
    • B63B2035/4433—Floating structures carrying electric power plants
    • B63B2035/446—Floating structures carrying electric power plants for converting wind energy into electric energy
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05B—INDEXING SCHEME RELATING TO WIND, SPRING, WEIGHT, INERTIA OR LIKE MOTORS, TO MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS COVERED BY SUBCLASSES F03B, F03D AND F03G
    • F05B2230/00—Manufacture
    • F05B2230/60—Assembly methods
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05B—INDEXING SCHEME RELATING TO WIND, SPRING, WEIGHT, INERTIA OR LIKE MOTORS, TO MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS COVERED BY SUBCLASSES F03B, F03D AND F03G
    • F05B2240/00—Components
    • F05B2240/90—Mounting on supporting structures or systems
    • F05B2240/93—Mounting on supporting structures or systems on a structure floating on a liquid surface
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05B—INDEXING SCHEME RELATING TO WIND, SPRING, WEIGHT, INERTIA OR LIKE MOTORS, TO MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS COVERED BY SUBCLASSES F03B, F03D AND F03G
    • F05B2240/00—Components
    • F05B2240/90—Mounting on supporting structures or systems
    • F05B2240/95—Mounting on supporting structures or systems offshore
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/70—Wind energy
    • Y02E10/72—Wind turbines with rotation axis in wind direction
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/70—Wind energy
    • Y02E10/727—Offshore wind turbines
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P70/00—Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
    • Y02P70/50—Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product

Abstract

Instalación de energía eólica flotante con rotor a sotavento (10) con - una cimentación flotante (20), - una torre (30) dispuesta de forma solidaria en rotación sobre la cimentación flotante (20), - una unidad de conversión de energía (50) dispuesta sobre la torre (30), que presenta un rotor (20) y que está conectada de forma solidaria en rotación con la torre (30), y - al menos un elemento de sujeción (60) que, discurriendo en la dirección de barlovento, conecta la torre (30) o la unidad de conversión de energía (50) con la cimentación (20), caracterizada porque - la cimentación (20) presenta tres brazos (20a, 20b, 20c), de los que un brazo (20a) es más largo que los otros dos brazos (20b, 20c), - los brazos (20a, 20b, 20c) están conectados entre sí en forma de Y y la torre (30) está dispuesta sobre la cimentación (20) en la zona de conexión (20d) de los brazos (20a, 20b, 20c) entre sí, y - el brazo más largo (20a), extendiéndose en la dirección de barlovento, está conectado con la torre (30) o la unidad de conversión de energía (50) mediante el elemento de sujeción (60).

Description

5
10
15
20
25
30
35
40
45
50
55
60
65
DESCRIPCIÓN
Instalación de energía eólica flotante con una cimentación flotante y procedimiento para la instalación de una instalación de energía eólica semejante
La invención se refiere a instalación de energía eólica flotante con una cimentación flotante, una torre dispuesta sobre la cimentación flotante y una unidad de conversión de energía dispuesta sobre la torre, que presenta un rotor, estando configurada la instalación de energía eólica como rotor a sotavento, estando anclada la cimentación flotante de forma giratoria y están conectada la torre de forma solidaria en rotación con la cimentación flotante, por un lado, y con la unidad de conversión de energía, por otro lado.
Por ejemplo, por el documento EP 2 271 547 B1 se conocen instalaciones de energía eólica flotantes para grandes profundidades de agua. En particular las instalaciones de este tipo se componen de un marco configurado en vista en planta en forma de triángulo equilátero, en cuyas puntas están dispuestas las columnas, estando erigida la torre de la instalación de energía eólica sobre una de estas columnas o mediante una estructura portante de forma apoyada centrada entre las columnas.
No obstante, en esta configuración son desventajosas la complejidad de la construcción y la elevada cantidad de trabajo para la fabricación del marco. En particular la instalación conocida necesita una expansión horizontal y vertical relativamente grande, a fin de poder absorber las fuerzas que aparecen en el rotor de la instalación de energía eólica y por ello depende de elevadas profundidades del agua tanto para la construcción como también la instalación.
En la solicitud de patente alemana presentada anteriormente por la solicitante n° 10 2014 102 481.8 ya se describe una instalación de energía eólica flotante con las características mencionadas al inicio, que presenta una cimentación dispuesta por debajo de la línea del agua, formada por varios cuerpos ascensionales, debiéndose considerar la cimentación esencialmente como prolongación de la torre de la instalación de energía eólica. En particular está previsto allí que la torre de la instalación de energía eólica configurada como rotor a sotavento está conectada de forma solidaria en rotación con la cimentación, por un lado, y con la unidad de conversión de energía, por otro lado, y la cimentación flotante está anclada de forma giratoria y la torre posee al menos por secciones un perfil que favorece el seguimiento de la dirección del viento. Esta instalación también está prevista para el uso en aguas profundas con profundidades de >200 m, dado que para la estabilización de la instalación en la vertical se necesita bajo el agua una sección relativamente larga formada por la cimentación. Sin embargo, para la fabricación de esta instalación en tierra se ocupa menos espacio que para la instalación mencionada en primer lugar.
Finalmente por el documento EP 1 269 018 B1 se conoce una instalación de energía eólica, que presenta como cimentación un cuerpo ascensional similar a un catamarán y en particular es apropiada para la instalación en aguas poco profundas. Esta instalación está diseñada como rotor a sotavento, prescindiéndose igualmente mediante la conexión fija de la torre con la cimentación, por un lado, y torre con unidad de conversión de energía, por otro lado, de un disposición de cojinete de guiñada con accionamiento de guiñada y en lugar de ello está previsto que la instalación esté anclada mediante cadenas o cables en un punto de anclaje de forma giratoria alrededor de éste, de modo que la instalación se orienta automáticamente según la dirección del viento predominante.
La torre presenta un perfil aerodinámico en la dirección del viento para la minimización del lado protegido del viento y posee en particular un elemento de rigidización que discurre de la zona de torre superior en la dirección de barlovento, configurado por ejemplo como cable y que está conectado con la cimentación.
No obstante, aquí es desventajosa la estructura de la cimentación que se asemeja a un catamarán y la disposición de la torre sobre un nervio que conecta los cuerpos ascensionales, de modo que las cargas que aparecen en el rotor o la unidad de conversión de energía se derivan unilateralmente en la cimentación y tienden a escorar la instalación de energía eólica flotante.
Otras instalaciones de energía eólica flotantes se conocen, por ejemplo, por el documento US 20111/140451 A1 y el US 2014/017083 A1.
Junto a la construcción de las mismas instalaciones de energía eólica offshore, su instalación también supone un desafío especial. En principio es deseable un grado de fabricación elevado en tierra, de modo que la instalación en el mar se puede realizar con un esfuerzo relativamente bajo y en un periodo de tiempo breve. Así la instalación de energía eólica offshore conocida por el documento EP 2 271 547 B1 mencionado anteriormente se fabrica completamente en tierra y se arrastra al lugar de su uso, en el que se ancla mediante varias cadenas de anclaje en el fondo del mar.
Pero en el anclaje es desventajoso el elevado esfuerzo para el desacoplamiento de los cabos de amarre que anclan la instalación de energía eólica offshore y también para la conexión eléctrica con el cable marino, de
5
10
15
20
25
30
35
40
45
50
55
60
65
modo que en el caso de mantenimiento o reparación, cuando la instalación se debe arrastrar de nuevo al puerto, se debe contar con largos tiempos de parada pese a supuestas condiciones climatológicas favorables.
El objetivo de la invención es por ello mejorar la estructura de las dos instalaciones de energía eólica flotantes mencionadas en último término en referencia a su cimentación, de modo que se cree una instalación de energía eólica flotante compacta y estable, que sea sencilla en su estructura, requiera poco trabajo en su fabricación y además sea apropiada en su construcción base para aguas tanto con poca profundidad como también con gran profundidad.
Este objetivo se consigue según la invención por la instalación de energía eólica flotante con las características de la reivindicación 1. Las reivindicaciones dependientes reproducen configuraciones ventajosas de la invención.
La idea base de la invención es diseñar la geometría en la extensión horizontal y en la vertical de la instalación, de modo que la cargas que aparecen en el rotor o la unidad de conversión de energía se puedan dirigir de la forma más directa posible a la cimentación sin los momentos de flexión o torsión que aparecen en la torre. Mediante la captación de las fuerzas de tracción y compresión que actúan sobre la torre de la instalación de energía eólica y la minimización ligada a ello del momento de flexión que actúa sobre la torre es posible reducir la expansión horizontal y vertical de la cimentación, de modo que la instalación de energía eólica configurada según la invención sea apropiada tanto para grandes profundidades de agua como también para aguas poco profundas.
Así es posible llevar la instalación de energía eólica offshore totalmente operativa, que presenta una cimentación flotante, al lugar de su uso, conectarla allí con al menos un medio de anclaje preinstalado, anclado en el fondo del mar o un flotador conectado con éste y bajarla en conjunto mediante inundación de la cimentación a un nivel en el que toda la cimentación está dispuesta por debajo de la línea del agua. En particular está previsto para ello que los medios de anclaje anclados en el fondo del agua, por ejemplo cadenas de anclaje o cables de anclaje, se sujeten de forma flotante en posición en la superficie por un único flotador de forma conjunta o individualmente por al menos cada vez un flotador. Además, un cable marino tendido anteriormente se asegura igualmente mediante un flotador en el lugar predeterminado de la instalación, de modo que la instalación de energía sólo se debe conectar mecánicamente con el/los flotador(es) o los medios de anclaje y eléctricamente con el cable marino.
La invención se refiere así a una instalación de energía eólica flotante configurada como rotor a sotavento, que presenta una cimentación flotante, una torre dispuesta de forma solidaria en rotación sobre la cimentación flotante, una unidad de conversión de energía dispuesta sobre la torre, que presenta un rotor y que está conectada de forma solidaria en rotación con la torre, y al menos un elemento de sujeción que, discurriendo en la dirección de barlovento, conecta la torre o la unidad de conversión de energía con la cimentación. Además, la cimentación presenta según la invención tres brazos, de los que un brazo es más largo que los otros dos brazos, estando conectados entre sí los brazos en forma de Y y estando dispuesta la torre en la zona de conexión de los brazos entre sí sobre la cimentación, y estando conectado el brazo más largo, extendiéndose en la dirección de barlovento, con la torre o la unidad de conversión de energía mediante el elemento de sujeción.
Preferiblemente la instalación de energía eólica flotante con rotor a sotavento presenta al menos otro elemento de sujeción, que discurre oblicuamente hacia sotavento transversalmente al eje de rotor en ambos lados de la instalación de energía eólica, para la recepción de las fuerzas transversales, que conecta la torre o la unidad de conversión de energía con respectivamente uno de los brazos más cortos de la cimentación.
En el caso preferido, los elementos de sujeción forman los bordes de un tetraedro imaginario, formándose las esquinas del tetraedro por los puntos de enganche de los elementos de sujeción en los brazos y los puntos de enganche en la unidad de conversión de energía o la torre. Además, según una configuración preferida están previstas crucetas dispuestas en la torre transversalmente al eje de rotor y elementos de arriostramiento que conectan la unidad de conversión de energía y/o la torre y/o la cimentación con las crucetas.
Los elementos de sujeción mencionados anteriormente están configurados preferiblemente como cables, usándose en particular cables de acero. Alternativamente también se pueden usar barras distanciadoras.
La torre está inclinada en relación a la cimentación preferiblemente hasta 20° en la dirección de sotavento, presentando la torre de forma especialmente preferida al menos por secciones un perfil que favorece el seguimiento de la dirección del viento de la instalación de energía eólica. Mediante este perfil también se disminuye la formación de remolinos en el flujo de estela. Debido a la inclinación de la torre se aumenta, por un lado, la distancia de las palas respecto a la torre y, por otro lado, debido al peso de la cabeza de torre se crea un momento antagonista en el caso de cargas de freno con empuje negativo.
5
10
15
20
25
30
35
40
45
50
55
60
65
Es ventajoso que los dos brazos cortos de la cimentación tengan la misma longitud. Alternativamente los brazos cortos también pueden estar configurados con diferente longitud, a fin de contrarrestar el par de fuerzas que aparece en el rotor.
Preferiblemente la cimentación está fabricada como cuerpo hueco de hormigón y presenta un espesor de pared entre 20 y 60 cm. En este caso los componentes de la cimentación que forman tres brazos o un brazo están tensados entre sí especialmente mediante cables tensores que discurre en la pared de la cimentación. Para ello, por ejemplo, los tubos se vierten en la pared de la cimentación con grosor de preferiblemente 20 a 60 cm, a través de los que se conducen posteriormente los cables tensores que se ocupan de un tensado de las piezas de hormigón entre sí y por consiguiente contrarrestan la baja resistencia a tracción del hormigón.
Alternativamente la cimentación también puede estar fabricada de acero.
Dado que la cimentación está configurada como cuerpo hueco, en la cimentación flotante se puede recibir agua por ejemplo mediante bombas y por consiguiente regularse la profundidad de inmersión de la cimentación. Así está previsto, por ejemplo, que la cimentación presente una profundidad de inmersión de aproximadamente 2,80 m sin llevar consigo el agua de lastre, mientras que la cimentación se puede bajar mediante inundación de la cimentación, es decir, mediante recepción de agua de lastre a aproximadamente 15 m por debajo de la línea del agua.
Igualmente también se puede recurrir a la cimentación para el equilibrado de la instalación de energía eólica flotante. Para el equilibrado la instalación de energía eólica flotante presenta preferiblemente así un dispositivo para la recepción y entrega de agua de lastre. A este respecto, este dispositivo para la recepción y entrega de agua de lastre usa la cavidad prevista en la cimentación que puede estar subdividida también en varios tanques de equilibrado.
En la instalación de energía flotante según la invención, el equilibrado se puede realizar de forma especialmente sencilla:
Sin la carga del viento la instalación de energía eólica flotante se debe dimensionar de modo que la cimentación esté orientada horizontalmente. Dado que la instalación de energía eólica flotante está concebida como rotor a sotavento, de modo que toda la instalación inclusive la cimentación se gira por el viento, la carga del viento sólo puede conducir en la unidad de conversión de energía a que los cuerpos ascensionales dirigidos hacia sotavento, conectados con los brazos cortos se presionan bajo el agua y el cuerpo ascensional dirigido hacia barlovento, conectado con el brazo largo se saque del agua - la instalación obtendría con ello una escora dirigida hacia sotavento.
Para llevar la instalación de nuevo a la horizontal, sólo es necesario así aumentar el peso del brazo largo mediante la recepción de agua, pudiendo resultar el aumento de peso relativamente bajo debido a las leyes de palanca. Así en el caso de necesidad se puede bombear agua marina (adicional) a una cavidad dispuesta en el brazo largo, para provocar mediante el aumento del peso total del brazo largo una bajada del brazo largo.
No obstante, según una configuración especialmente preferida de la invención está previsto en respectivamente un extremo libre respectivamente de un brazo de la cimentación un cuerpo ascensional, que está fabricado preferiblemente de un plástico reforzado con fibras de vidrio. Estos cuerpos ascensionales están conectados ventajosamente respectivamente de forma articulada, por ejemplo, mediante cables de alambre, con el extremo libre respectivamente de un brazo de la cimentación y están configurados cónicos de forma especialmente preferible, estando conectada la superficie cobertora o punta de los cuerpos ascensionales configurados de forma cónica con el extremo libre respectivamente de un brazo de la cimentación. Mediante este perfil de ascensión progresivo de los cuerpos ascensionales se estabiliza mejor la instalación con carga en la horizontal.
Junto a los cuerpos ascensionales mencionados anteriormente también pueden estar dispuestos en el extremo libre de los brazos cuerpos ascensionales cilíndricos (sin perfil de ascensión progresivo o degresivo). Éstos están conectados respectivamente con un extremo libre de un brazo de forma fija o mediante una articulación. A este respecto, la articulación puede estar configurada como bisagra sencilla con un grado de libertad o como articulación con más grados de libertad.
En particular está previsto que los extremos libres de los brazos cortos presenten cuerpos ascensionales, que generan una fuerza ascensional mayor que la de los cuerpos ascensionales conectados con el extremo libre del brazo largo.
En esta configuración es ventajoso que junto a los depósitos dispuestos en los brazos de la cimentación esté previsto en la zona de conexión de los brazos entre sí un depósito de equilibrado, que está dispuesto así por
5
10
15
20
25
30
35
40
45
50
55
60
65
debajo de la torre. Mediante la regulación del nivel de agua en función de la carga del viento que actúa sobre el rotor sólo en este depósito de equilibrado se puede conservar una orientación horizontal de la cimentación. En el caso normal el depósito de equilibrado está inundado por debajo de la torre hasta un nivel predeterminado, de modo que la cimentación está orientada horizontalmente. Si la carga del viento que actúa sobre el rotor asciende y la cimentación comienza a escorar hacia sotavento, este tanque de equilibrado se puede vaciar (parcialmente), por ejemplo, mediante la introducción de aire comprimido y reducirse por consiguiente el peso de la cimentación en esta zona, de modo que pese a la elevada carga del viento se conserva la orientación horizontal de la cimentación y por consiguiente de la instalación. Si la carga del viento se suprime de nuevo, el depósito de equilibrado se inunda de nuevo hasta su nivel de partida. Este proceso se controla por una unidad de control, que está conectada con un sistema de medición de inclinación, el cual detecta la orientación horizontal de la cimentación, y acción sobre bombas y/o compresores unidos con éste y válvulas de salida previstas correspondientemente. Finalmente la instalación de energía eólica flotante está configurada preferiblemente con un rotor configurado como rotor de dos palas, estando configurada la unidad de conversión de energía de forma especialmente preferible como Super Compact Drive.
Para la instalación de la instalación de energía eólica flotante según la invención en un lugar predeterminado o en una posición predeterminada en unas aguas, después de la fabricación de la instalación de energía eólica en el dique se requieren las siguientes etapas: a. tendido de un cable marino hacia un lugar predeterminado en el que se debe instalar la instalación de energía eólica con rotor a sotavento, b. anclaje al menos de un medio de anclaje en el lugar predeterminado y conexión del medio de anclaje con un flotador, c. transporte de la instalación de energía eólica flotante con rotor a sotavento hacia el lugar predeterminado, d. conexión del flotador o del medio de anclaje y del cable marino con la instalación de energía eólica flotante con rotor a sotavento y e. bajada de la instalación de energía eólica con rotor a sotavento conectada con el flotador o con el medio de anclaje y el cable marino mediante inundación de la cimentación flotante, efectuándose las etapas c), d) y e) en el orden c-d-e, c-e-d o e-c-d.
Preferiblemente el cable marino, que se tiene preparado para la conexión eléctrica con la instalación de energía eólica, también se conecta con un flotador propio.
Un procedimiento de instalación sencillo y rápido puede consistir así en que en primer lugar se tiende el cable marino y se conecta con un flotador y sobre él se anclan los medios de anclaje para cada instalación de energía eólica en el fondo del mar y se conectan con respectivamente un flotador propio (o un flotador común). Los flotadores facilitan así la localización del lugar de instalación y permiten el acceso a los medios de anclaje y cable marino directamente en la superficie del agua. Si la instalación de energía eólica se arrastra al lugar de la instalación, la conexión entre los medios de anclaje y el cable marino se puede realizar así mediante acceso sencillo en la superficie del agua y llevarse la instalación de energía eólica a continuación al estado listo para funcionar mediante inundación de la cimentación.
Como primera alternativa se puede arrastrar una instalación de energía eólica flotante también hacia el lugar de instalación, bajarse allí en primer lugar y conectarse en ella. Como otra alternativa una instalación de energía eólica flotante bajada también se puede arrastrar al lugar de instalación y conectarse directamente en una primera etapa.
Si para el marcado y para la facilitación de medios de anclaje y cable marino sólo se usa un único flotador, el flotador está configurado de forma especialmente preferible de modo que en el caso de la conexión mecánica de la instalación de energía eólica con el flotador también se crear preferiblemente un contacto eléctrico entre la instalación de energía eólica flotante con rotor a sotavento y el cable marino.
El transporte de la instalación de energía eólica flotante con rotor a sotavento se realiza preferiblemente por el arrastre mediante al menos una embarcación, arrastrándose la instalación de energía eólica flotante con rotor a sotavento con el brazo largo delante.
Pero de forma especialmente preferida el transporte de la instalación de energía eólica flotante con rotor a sotavento se efectúa por arrastre mediante dos embarcaciones, pasando las dos embarcaciones por delante del flotador para la aproximación de la instalación de energía eólica flotante con rotor a sotavento a éste tomándolo entre sí.
La invención se explica más en detalle mediante un ejemplo de realización representado en los dibujos adjuntos, configurado de forma especialmente preferida. Muestran:
Fig. 1 una vista en perspectiva de una instalación de energía eólica flotante especialmente preferida según la invención de forma oblicua desde barlovento;
Fig. 2 una vista en perspectiva de la instalación de energía eólica flotante especialmente preferida según la invención de forma oblicua desde sotavento;
Fig. 3 una vista lateral de la instalación de energía eólica flotante de la fig. 1;
Fig. 4 una vista lateral de la instalación de energía eólica flotante de la fig. 1, en la que están representadas
configurada de forma configurada de forma
5
10
15
20
25
30
35
40
45
50
55
60
65
las fuerzas que actúan sobre la instalación de energía eólica;
Fig. 5 una vista frontal de la instalación de energía eólica flotante de la fig. 1 en la dirección de barlovento;
Fig. 6 una vista en planta de la instalación de energía eólica flotante de la fig. 1;
Fig. 7 una vista en perspectiva de la instalación de energía eólica según la invención durante el proceso de anclaje con ayuda de dos remolcadores;
Fig. 8 una vista en planta de la instalación de energía eólica arrastrada por los dos remolcadores mostrados en la fig. 7; y
Fig. 9 una vista lateral de la instalación de energía eólica arrastrada por los dos remolcadores mostrados en la fig. 7.
La fig. 1 muestra una vista en perspectiva de una instalación de energía eólica offshore flotante 10 configurada de forma especialmente preferida en el lugar de un flotador 100 preinstalado para el anclaje de la instalación de energía eólica flotante 10 en el fondo del mar de forma oblicua desde barlovento, mientras que la fig. 2 representa una vista en perspectiva de esta instalación de energía eólica de forma oblicua desde sotavento.
La instalación de energía eólica flotante 10 presenta una cimentación flotante 20, que - según se expone todavía más en detalle a continuación - está configurada de tres brazos, siendo el brazo 20a conectado con el flotador 100 más largo que los otros dos brazos 20b, 20c. La cimentación flotante 20 está dispuesta completamente por debajo de la línea del agua W durante el funcionamiento continuo de la instalación de energía eólica 10. Los brazos 20a, 20b, 20c están conectados respectivamente en su extremo libre con un cuerpo ascensional 24, 26, estando equipados los cuerpos ascensionales 24 dispuestos en los brazos cortos 20b, 20c de modo que éstos presentan una fuerza ascensional mayor que el cuerpo ascensional 26 dispuesto en el brazo largo 20a. Los cuerpos ascensionales 24, 26 están representados respectivamente con un perfil de ascensión progresivo, que dificulta un hundimiento de la cimentación bajo la línea del agua W. Sin embargo, también es concebible que el cuerpo ascensional 26 conectado con el brazo largo 20a presente un perfil de ascensión degresivo y por consiguiente dificulte que emerja.
Los tres brazos 20a, 20b, 20c están conectados entre sí mediante otro elemento de conexión 20d, que pertenece a la cimentación 20 y que está configurado como pedestal para la torre 30. El elemento de conexión 20d presenta para ello en su lado superior una superficie inclinada hasta 20° hacia sotavento en referencia a la horizontal, que provoca una inclinación de la torre 30 que se desvía hasta 20° de la vertical.
El elemento de conexión 20d recibe preferiblemente el depósito de equilibrado explicado arriba, que en el caso de carga de viento contrarresta una inmersión de los brazos cortos 20b, 20c.
La misma torre 30 está conectada de forma solidaria en rotación con la cimentación flotante 20, por un lado, y la unidad de conversión de energía 50 dispuesta sobre ésta, por otro lado, presentando la torre 30 de forma especialmente preferible al menos por secciones un perfil que favorece el seguimiento de la dirección del viento de la instalación de energía eólica 10. La unidad de conversión de energía 50 dispuesta sobre la torre 30 está formada como Super Compact Drive, es decir, con carcasas de transmisión de carga configuradas en forma de un soporte de cabezal y conectada preferiblemente con un rotor 40 que presenta dos palas de rotor 42.
Además, la unidad de conversión de energía 50 está conectada preferiblemente con el brazo largo 20a de la cimentación 20 mediante dos elementos de sujeción 60 que discurren en la dirección de barlovento. Más allá la unidad de conversión de energía 50 está conectada mediante respectivamente otros dos elementos de sujeción 70 con los brazos cortos 20b, 20c de la cimentación 20. Para conseguir una estabilidad lo más grande posible de la instalación flotante, los elementos de sujeción 60 y los otros elementos de sujeción 70 están fijados en los extremos libres de los brazos 20a, 20b, 20c. Para ello la cimentación 20 formada preferiblemente por hormigón presenta placa de terminación 22 hecha de metal, que presentan tanto un punto de enganche para el elemento de sujeción 60, los otros elementos de arriostramiento 70 y los cuerpos ascensionales 24, 26.
A este respecto la instalación de energía eólica flotante 10 está configurada forzosamente como rotor a sotavento, prescindiéndose de un accionamiento de guiñada por motivos de una estructura sencilla, peso bajo, una construcción sencilla y para evitar colisiones con los otros elementos de sujeción 70. La instalación 10 se puede construir con su estructura compacta, es decir, completamente en tierra y arrastrase al lugar de instalación de la instalación de energía eólica offshore, en el que ya está preinstalado un elemento flotante 100 anclado en el fondo del mar mediante medios de anclaje 110, p. ej. cadenas o cables (de acero o poliéster), que también está conectado con un cable marino 120. Por ello al alcanzar el lugar de colocación sólo es necesario conectar la instalación de energía eólica flotante 10 con el flotador 100 preinstalado, que flota sobre la superficie del agua W y bajar la instalación por debajo de la línea del agua W mediante inundación de la cimentación 20, teniendo preparado el flotador 100 junto al acoplamiento mecánico de la instalación de energía eólica offshore 10 y flotador 100 simultáneamente elementos apropiados para la conexión eléctrica de la instalación de energía eólica offshore 10 y el cable marino 120.
5
10
15
20
25
30
35
40
45
50
55
60
65
Básicamente en la conexión de la cimentación flotante 20 con los medios de anclaje 110 o el / los flotador(es) 100 conectado(s) con los medios de anclaje 110 mediante un medio de unión se debe prestar atención a que la instalación de energía eólica 10 permanece móvil libremente alrededor de los medios de anclaje 110. Así el enlace entre los medios de anclaje 110 (o el flotador 100) y la cimentación 20 se debería realizar mediante una articulación giratoria, para que la instalación de energía eólica 10 permanezca de forma giratoria libremente alrededor de los medios de anclaje 110 en el caso de modificaciones de la dirección del viento, sin que se olvide de los medios de anclaje 110 entre sí.
Además, los medios de anclaje 110 se retirarán del fondo del agua en el caso de carga del viento por la tracción ejercida por la instalación de energía eólica 10 sobre los medios de anclaje, por lo que se modifica el ángulo de la conexión entre los medios de anclaje 110 y la cimentación 20. Junto al cojinete giratorio la conexión entre los medios de anclaje 110 (o el flotador 100) y la cimentación también debería ser pivotable así mediante un cojinete de pivotación.
Para la conexión eléctrica entre el cable marino 120 y los dispositivos eléctricos de la instalación de energía eólica 10 está prevista en particular una transmisión de anillo rozante. Si la instalación de energía eólica 10 estuviese equipada con un accionamiento propio (véase abajo), en el caso de maniobra correspondiente de la instalación 10, que impide un movimiento giratorio de la instalación de energía eólica 10 alrededor del anclaje más allá de 360°, se puede prescindir de un anillo rozante y en lugar de ello estar presente una puesta en contacto sencilla, por ejemplo un contacto enchufable.
Además, está previsto especialmente que el borde inferior de la cimentación 20 se baja en el caso de una expansión vertical de la cimentación de aproximadamente 5 m mediante la recepción de agua en la cimentación 20 y a aproximadamente 20 m por debajo de la línea del agua W. Este dimensionado de la instalación de energía eólica flotante 10 configurada según la invención posibilita así, por un lado, la fabricación en puertos con poca profundidad del agua, dado que la cimentación flotante 20 antes de la inundación sólo presenta una pequeña profundidad de inmersión de pocos metros (aproximadamente 2,80 m). Por otro lado, la instalación 10 está dimensionada de modo que la instalación 10 mediante una bajada a 20 m por debajo de la línea del agua y la estabilización por los cuerpos ascensionales 24, 26 que funcionan sólo después de la bajada también es apropiada para las pequeñas profundidades del agua desde aproximadamente 30 m.
La orientación de la instalación de energía eólica offshore 10 se realiza luego automáticamente alrededor del flotador 100 anclado en el fondo del mar en función de la dirección del viento predominante. Ya que el flotador 100 describirá una órbita sobre la superficie del agua en el caso de un cambio de la dirección del viento, es ventajoso aportar una disposición geométrica de los puntos de anclaje en el fondo de las aguas: en el caso de tres medios de anclaje 110 su anclaje preferiblemente en el fondo del mar está dispuesto sobre una circunferencia imaginaria a distancia de respectivamente 120°, de modo que se garantiza una distribución de cargas uniforme.
Si bien la instalación de energía eólica flotante 10 está configurada básicamente de forma autoportante según la invención, se puede producir un decalado condicionado por la corriente u olas respecto a la orientación del viento óptima. Por ello la instalación de energía eólica flotante 10 también presenta preferiblemente un dispositivo para el registro del giro de la instalación de energía eólica 10 alrededor del flotador 100, y para optimizar la orientación según la dirección del viento se usa un accionamiento similar a una instalación de control de chorro transversal, a fin de orientar la instalación de energía eólica 10 al viento para la generación de energía óptimamente o para evitar una sobrecarga.
La fig. 3 muestra una vista lateral de la instalación de energía eólica flotante de la fig. 1. En esta representación se puede reconocer claramente la inclinación de la torre en la dirección de sotavento y el arriostramiento de la torre 30 en la dirección de barlovento a lo largo del brazo largo 20a de la cimentación 20. Asimismo es evidente que los cuerpos ascensionales 24 dispuestos en sotavento en los brazos cortos 20b, 20c están configurados mayores que el cuerpo ascensional 26 dispuesto en barlovento en el brazo largo 20a de la cimentación 20.
Gracias a la orientación automática de la instalación de energía eólica flotante 10 en función de la dirección del viento (véase la flecha) se refuerza por un lado la torre 30 por el elemento de sujeción 60 para evitar momentos de flexión, en tanto que el elemento de sujeción 60 absorbe la fuerza de empuje que actúa sobre el dispositivo de conversión de energía 50. Por otro lado, la instalación de energía eólica flotante 10 se estabiliza en la dirección horizontal en el caso de elevadas cargas de viento por el diseño de los cuerpos ascensionales 24 dispuestos en los brazos cortos 20b, 20c con fuerza ascensional elevada. Dado que la instalación de energía eólica flotante 10 está concebida como rotor a sotavento, de modo que toda la instalación inclusive la cimentación 20 se gira por el viento, la carga del viento puede conducir en la unidad de conversión de energía 50 sólo a que los brazos cortos 20b, 20c dirigidos hacia sotavento se presionen bajo el agua y el brazo largo 20a dirigido hacia barlovento se saque del agua - la instalación 20 obtendría así un
5
10
15
20
25
30
35
40
45
50
55
60
65
escorado dirigido hacia sotavento. No obstante, mediante la construcción mencionada anteriormente y diseño diferente de los cuerpos ascensionales 24, 26 se disminuye eficazmente un escorado de la instalación de energía eólica 10.
La fig. 4 muestra una vista lateral idéntica a la fig. 3 de la instalación de energía eólica flotante de la fig. 1, en la que están dibujadas las fuerzas que actúan sobre la instalación de energía eólica. En particular se muestra que en el enlace de los medios de anclaje 120 en el extremo libre del brazo largo 20a de la instalación de energía eólica 10, la fuerza de empuje Ft que actúa sobre el rotor 40 se deriva de forma efectiva al fondo del mar como fuerza resultante Fr debido a la fuerza del peso Fc de los medios de anclaje 120 en el punto de enganche. La fuerza ascensional Fl generada por el elemento de conexión 20d contrarresta el peso de la torre y representa una fuerza antagonista que compensa el empuje del rotor, que debe mantener la instalación en un equilibrio estático.
La fig. 5 muestra una vista frontal de la instalación de energía eólica flotante en la dirección de barlovento, en la que ahora se pueden reconocer por un lado los elementos de sujeción 70 dispuestos transversalmente al eje de rotor, que conectan la unidad de conversión de energía 50 con los brazos cortos 20b, 20c de la cimentación 20, y los elementos de arriostramiento 90, que conectan la unidad de conversión de energía 50 y/o la torre 30 y/o la cimentación 20 con las crucetas 80, elementos que aumenta la resistencia transversal de la torre 30.
Además, la fig. 6 muestra una vista en planta de la instalación de energía eólica flotante 10 configurada de forma especialmente preferida, en la que se ve especialmente bien la configuración simétrica de la cimentación 20. Los tres brazos 20a, 20b, 20c de la cimentación 20 están conectados entre sí mediante el elemento de conexión 20d sobre el que está dispuesta la torre 30. El brazo largo 20a está construido preferiblemente en dos piezas por los elementos individuales 20a-i, 20a2, que con una altura de torre de aproximadamente 100 m tiene una longitud de aproximadamente 60 m, mientras que los brazos cortos 20b, 20c están diseñados con una longitud de aproximadamente 30 m.
Para el equilibrado de la instalación 10, por un lado, el elemento individual 20a1 puede presentar preferiblemente una cámara, que se puede llenar con agua del mar para el aumento del peso del brazo largo 20a independientemente de otros depósitos de equilibrado.
Por otro lado, el elemento de conexión 20d puede estar configurado como único depósito de equilibrado, de modo que bajo la carga del viento para el aumento de la fuerza ascensional del elemento 20d que porta la torre 30 se conduce aire comprimido al depósito de equilibrado del elemento de conexión 20d mediante un compresor y el agua presente en este depósito de equilibrado se draga del depósito de equilibrado con reducción del peso para el aumento de la fuerza ascensional del elemento de conexión 20d. Si se reduce la fuerza de empuje que actúa sobre la instalación por intensidad del viento descendente, el depósito de equilibrado se inunda de nuevo fácilmente por desaireación, adoptándose de nuevo el nivel de partida presente en el depósito de equilibrado, que estabiliza la instalación 10 en la horizontal. Según se ha descrito arriba con la fig. 3, la fuerza ascensional Fl generada por el elemento de conexión 20d representa así una fuerza que contrarresta el empuje del rotor, que mantiene la instalación en horizontal.
Los brazos cortos 20b, 20c están dispuestos preferiblemente con simetría especular en referencia al eje longitudinal del brazo largo 20a, siendo el ángulo adoptado entre el brazo largo 20a y uno de los brazos cortos 20b, 20c mayor de 90° y menor de 130°, preferiblemente aproximadamente 125°, siendo el ángulo entre los brazos cortos 20b, 20c así correspondientemente preferiblemente aproximadamente 110°. Los dos brazos cortos están ligeramente abiertos hacia sotavento y aproximadamente con la unidad de conversión de energía 50 a una altura de modo que de forma especialmente preferida los puntos de enganche del otro elemento de sujeción 70 en la cimentación se sitúa delante del punto de enganche del otro elemento de sujeción 70 en la unidad de conversión de energía 50 o la torre 30, para que las cargas de frenado que aparecen en la unidad de conversión de energía 50 se puedan introducir eficazmente en la cimentación 20. El brazo largo 20a está orientado directamente hacia barlovento en el eje de rotor, estando previstos aquí dos elementos de sujeción 60.
La fig. 7 muestra ahora una vista en perspectiva de la instalación de energía eólica arrastrada por dos remolcadores según la invención al lugar de la instalación. Los dos remolcadores 200 están conectados mediante cables 210 con el extremo libre del brazo largo 20a de la instalación de energía eólica 10, de modo que la resistencia al flujo de la cimentación flotante en forma de Y 20 es baja. Otra ventaja es que los dos remolcadores 200 pueden encontrar fácilmente los medios de anclaje 110 preinstalados y el cable marino 120 preinstalado mediante el flotador 100 que flota sobre la superficie del agua W, tomarlo entre sí y pueden pasar por delante de éste, de modo que el brazo largo 20a de la instalación de energía eólica 10 se puede aproximar al flotador 100.
Este ensamblaje se clarifica en la vista en planta mostrada en la fig. 8. Mediante el estilo de marca apropiado de los remolcadores 200 o mediante los vientos que actúan sobre el cable 210, arrastrados por el remolcador
200, la instalación de energía eólica 10 se puede posicionar en relación al flotador 100, de modo que por encima de la superficie del agua W se puede realizar una conexión de la instalación de energía eólica 10 y flotador 100 o medios de anclaje 110 y cable marino 120.
5 A este respecto - según se muestra finalmente en la fig. 9 - se aporta una accesibilidad libre a la cimentación 20 de la instalación de energía eólica 10: el cuerpo ascensional 26, como también los cuerpos ascensionales 24 carecen de función durante el transporte de la instalación de energía eólica 10 y están asegurados preferiblemente en los elementos de sujeción 60, 70. Sólo después de la conexión mecánica directa o indirecta del medio de anclaje 110 con la instalación de energía eólica 10 y establecimiento de una conexión 10 eléctrica de la instalación de energía eólica 10 con el cable marino 120 se inunda la cimentación 20 de la instalación de energía eólica 10 y se baja a una profundidad deseada, por ejemplo 15 m a 20 m, con el flotador 100, de modo que se adopta el estado mostrado en la fig. 3. A este respecto los cuerpos ascensionales 24, 26 se liberan y aportan la estabilización de la instalación de energía eólica flotante 10 en horizontal.
15

Claims (14)

  1. 5
    10
    15
    20
    25
    30
    35
    40
    45
    50
    55
    60
    65
    REIVINDICACIONES
    1. Instalación de energía eólica flotante con rotor a sotavento (10) con
    - una cimentación flotante (20),
    - una torre (30) dispuesta de forma solidaria en rotación sobre la cimentación flotante (20),
    - una unidad de conversión de energía (50) dispuesta sobre la torre (30), que presenta un rotor (20) y que está conectada de forma solidaria en rotación con la torre (30), y
    - al menos un elemento de sujeción (60) que, discurriendo en la dirección de barlovento, conecta la torre (30) o la unidad de conversión de energía (50) con la cimentación (20),
    caracterizada porque
    - la cimentación (20) presenta tres brazos (20a, 20b, 20c), de los que un brazo (20a) es más largo que los otros dos brazos (20b, 20c),
    - los brazos (20a, 20b, 20c) están conectados entre sí en forma de Y y la torre (30) está dispuesta sobre la cimentación (20) en la zona de conexión (20d) de los brazos (20a, 20b, 20c) entre sí, y
    - el brazo más largo (20a), extendiéndose en la dirección de barlovento, está conectado con la torre (30) o la unidad de conversión de energía (50) mediante el elemento de sujeción (60).
  2. 2. Instalación de energía eólica flotante con rotor a sotavento (10) según la reivindicación 1, caracterizada por al menos otro elemento de sujeción (70), que discurre transversalmente al eje de rotor en ambos lados de la instalación de energía eólica (10) y que conecta la torre (30) o una unidad de conversión de energía (50) con respectivamente uno de los brazos más cortos (20b, 20c) de la cimentación (20).
  3. 3. Instalación de energía eólica flotante con rotor a sotavento (10) según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizada por crucetas (80) dispuestas en la torre (30) transversalmente al eje de rotor y elementos de arriostramiento (90) que conectan la unidad de conversión de energía (50) y/o la torre (30) y/o la cimentación (20) con las crucetas (80).
  4. 4. Instalación de energía eólica flotante con rotor a sotavento (10) según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizada porque la torre (30) está inclinada en relación a la cimentación (20) hasta 20° en la dirección de sotavento.
  5. 5. Instalación de energía eólica flotante con rotor a sotavento (10) según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizada porque la torre (30) presenta al menos por secciones un perfil que favorece el seguimiento de la dirección del viento de la instalación de energía eólica (10).
  6. 6. Instalación de energía eólica flotante con rotor a sotavento (10) según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizada porque los otros dos brazos (20b, 20c) tienen la misma longitud.
  7. 7. Instalación de energía eólica flotante con rotor a sotavento (10) según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizada porque la cimentación (20) está configurada como cuerpo hueco.
  8. 8. Instalación de energía eólica flotante con rotor a sotavento (10) según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizada por cuerpos ascensionales (24, 26) dispuestos en respectivamente un extremo libre respectivamente de un brazo (20a, 20b, 20c) de la cimentación (20).
  9. 9. Instalación de energía eólica flotante con rotor a sotavento (10) según la reivindicación 8, caracterizada porque los cuerpos ascensionales (24, 26) están conectados respectivamente de forma articulada con el extremo libre respectivamente de un brazo (20a, 20b, 20c) de la cimentación (20).
  10. 10. Instalación de energía eólica flotante con rotor a sotavento (10) según una de las reivindicaciones 8 y
    9, caracterizada porque los cuerpos ascensionales (24, 26) están configurados de forma cónica, estando conectada la superficie cobertora o la punta de los cuerpos ascensionales (24, 26) configurados de forma cónica con el extremo libre respectivamente de un brazo (20a, 20b, 20c) de la cimentación (20).
  11. 11. Instalación de energía eólica flotante con rotor a sotavento (10) según una de las reivindicaciones 8 a
    10, caracterizada porque los cuerpos ascensionales (24) dispuestos en los brazos cortos (20b, 20c) generan una fuerza ascensional mayor que el cuerpo ascensional (26) dispuesto en el brazo largo (20a).
  12. 12. Instalación de energía eólica flotante con rotor a sotavento (10) según una de las reivindicaciones 8 a
    11, caracterizada porque los cuerpos ascensionales (24) dispuestos en los brazos cortos (20b, 20c) presentan un perfil de ascensión progresivo y el cuerpo ascensional (26) dispuesto en el brazo largo (20a) presenta un perfil de ascensión degresivo.
    10
  13. 13. Instalación de energía eólica flotante con rotor a sotavento (10) según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizada porque el brazo largo (20a) presenta en la zona del punto de enganche para el elemento de sujeción (60) un medio de unión para la conexión con al menos un medio de anclaje (110) que ancla la instalación de energía eólica flotante con rotor a sotavento (10) en el fondo del mar.
  14. 14. Instalación de energía eólica flotante con rotor a sotavento (10) según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizada porque la instalación de energía eólica flotante con rotor a sotavento (10) presenta un accionamiento, en particular una instalación de control por chorro transversal.
    15 15. Instalación de energía eólica flotante con rotor a sotavento (10) según una de las reivindicaciones
    anteriores, caracterizada porque el rotor (40) es un rotor de dos palas.
ES15745376.2T 2014-07-01 2015-06-05 Instalación de energía eólica flotante con una cimentación flotante y procedimiento para la instalación de una instalación de energía eólica semejante Active ES2657191T3 (es)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102014109212.0A DE102014109212A1 (de) 2014-07-01 2014-07-01 Schwimmende Windenergieanlage mit einem schwimmenden Fundament und Verfahren zur Installation einer solchen Windenergieanlage
DE102014109212 2014-07-01
PCT/DE2015/100225 WO2016000681A1 (de) 2014-07-01 2015-06-05 Schwimmende windenergieanlage mit einem schwimmenden fundament und verfahren zur installation einer solchen windenergieanlage

Publications (1)

Publication Number Publication Date
ES2657191T3 true ES2657191T3 (es) 2018-03-01

Family

ID=53776259

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
ES15745376.2T Active ES2657191T3 (es) 2014-07-01 2015-06-05 Instalación de energía eólica flotante con una cimentación flotante y procedimiento para la instalación de una instalación de energía eólica semejante

Country Status (11)

Country Link
US (1) US10308328B2 (es)
EP (2) EP3019740B1 (es)
JP (1) JP6125098B2 (es)
KR (1) KR101813440B1 (es)
CN (1) CN106164482B (es)
DE (1) DE102014109212A1 (es)
DK (1) DK3019740T3 (es)
ES (1) ES2657191T3 (es)
NO (1) NO2776494T3 (es)
PT (1) PT3019740T (es)
WO (1) WO2016000681A1 (es)

Families Citing this family (43)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8474219B2 (en) * 2011-07-13 2013-07-02 Ultimate Strength Cable, LLC Stay cable for structures
US20120260590A1 (en) 2011-04-12 2012-10-18 Lambert Walter L Parallel Wire Cable
DE102013105512A1 (de) * 2013-05-29 2014-12-04 Max Bögl Wind AG Betonfundament und Verfahren zur Herstellung eines Betonfundaments für einen Windkraftturm sowie Positioniervorrichtung zur Positionierung von Hüllrohren in einem Betonfundament
CA2999938A1 (en) 2015-10-01 2017-04-06 Lagerwey Wind B.V. Hoisting system for installing a wind turbine
US9989038B2 (en) * 2015-12-18 2018-06-05 Gerald L. Barber Wind turbine with improved safety features
DE102016110290B4 (de) 2016-06-03 2021-11-25 Aerodyn Consulting Singapore Pte Ltd Schwimmende Windenergieanlage mit einer Mehrzahl von Energiewandlungseinheiten
DE102016110295B4 (de) 2016-06-03 2021-11-25 Aerodyn Consulting Singapore Pte Ltd Windenergieanlage mit einem ein aerodynamisches Profil mit einem spiegelsymmetrischen Querschnitt aufweisenden Turm
FR3052817B1 (fr) * 2016-06-20 2018-07-06 Ceteal Dispositif flottant support d'eolienne offshore et ensemble eolien flottant correspondant
DE102016111332B3 (de) * 2016-06-21 2017-06-29 Aerodyn Engineering Gmbh Modular aufgebaute Windenergieanlage
DE102016118078B4 (de) 2016-09-26 2022-12-15 Aerodyn Consulting Singapore Pte Ltd Schwimmendes Fundament für eine schwimmende Windenergieanlage und Windenergieanlage mit schwimmendem Fundament
DE102016118079B3 (de) * 2016-09-26 2017-09-28 Aerodyn Engineering Gmbh Mooring-Boje für eine schwimmende Windenergieanlage
US10041266B1 (en) * 2017-03-15 2018-08-07 David Alan Weitzler Suspension system for distributing forces
DE102017119635B3 (de) * 2017-08-28 2018-12-20 Aerodyn Consulting Singapore Pte Ltd Elektrische Kupplung zur Anbindung einer Windenergieanlage an ein Stromnetz
US11472519B2 (en) 2018-01-30 2022-10-18 Alliance For Sustainable Energy, Llc Flexible aquatic substructures
DE102018103894A1 (de) 2018-02-21 2019-08-22 Max Bögl Wind AG Schwimmendes Fundament für eine Off-Shore-Anlage sowie Off-Shore-Anlage mit einem schwimmenden Fundament
GB2574373A (en) * 2018-05-22 2019-12-11 Floating Energy Systems Ltd Wind turbine and method for installing a wind turbine
DE102018113468B3 (de) * 2018-06-06 2019-07-11 Aerodyn Consulting Singapore Pte Ltd Schwimmende Plattform für die Befestigung einer schwimmenden Windenergieanlage an einem Gewässergrund
DE102018113465B3 (de) 2018-06-06 2019-04-25 Aerodyn Consulting Singapore Pte Ltd Halterung zur Befestigung einer Blitzfangeinrichtung
DE102018113470A1 (de) 2018-06-06 2019-12-12 Aerodyn Consulting Singapore Pte Ltd Verfahren zum Absenken einer schwimmenden Windenergieanlage von einer Transportposition in eine Arbeitsposition und schwimmende Windenergieanlage
DE102018113467A1 (de) 2018-06-06 2019-12-12 Aerodyn Consulting Singapore Pte Ltd Gießform für ein ringförmiges Betonmodul, Verfahren zum Fertigen eines Betonmoduls mit der Gießform und Montagesystem zur Fertigung eines aus den Betonmodulen bestehenden schwimmenden Fundaments einer schwimmenden Windenergieanlage
DE102018113466A1 (de) 2018-06-06 2019-12-12 Aerodyn Consulting Singapore Pte Ltd Seil, insbesondere zur Abspannung von Komponenten einer Windenergieanlage
DE102018117647A1 (de) * 2018-07-20 2020-01-23 Aerodyn Consulting Singapore Pte Ltd Single-Point-Mooring-Windenergieanlage
FR3088298A1 (fr) * 2018-11-08 2020-05-15 Dietswell Flotteur articule pour plateforme flottante, notamment pour eolienne flottante.
CN109455274B (zh) * 2019-01-02 2024-02-27 上海海事大学 一种水上平台稳定装置
US10634122B1 (en) * 2019-02-08 2020-04-28 Are Telecom Incorporated Portable monopole tower with adjustable foundation
FR3094340B1 (fr) * 2019-03-26 2021-07-23 Dietswell Flotteur souple articulé pour plateforme flottante, notamment pour éolienne flottante.
DE102019117471A1 (de) * 2019-06-28 2020-12-31 Rwe Renewables Gmbh Maritime Seilstruktur sowie Windenergieanlage mit einer maritimen Seilstruktur
DE102019118564B4 (de) * 2019-07-09 2021-03-11 Aerodyn Consulting Singapore Pte Ltd Windenergieanlage mit einem eine Mehrzahl von Auftriebskörpern aufweisenden schwimmenden Fundament
CN111140440A (zh) * 2020-01-15 2020-05-12 上海电气风电集团股份有限公司 一种半潜漂浮式风机基础及风机
DE102020108154B3 (de) 2020-03-25 2021-04-08 Aerodyn Consulting Singapore Pte Ltd Vorrichtung und Verfahren zum Errichten einer Windenergieanlage mit einem Turm und zwei sich vom Turm erstreckenden Auslegern
DE102020123375A1 (de) 2020-09-08 2022-03-10 Rwe Renewables Gmbh Schwimmfähige Offshore-Windkraftanlage
NO346590B1 (en) 2020-09-18 2022-10-17 Fred Olsen Ocean Ltd Wind turbine with floating foundation
SE2000206A1 (en) * 2020-11-04 2022-05-05 Josok Ab Floating wind power plant
SE545893C2 (en) * 2020-11-04 2024-03-05 Tjololo Ab Mooring system for a floating platform
DE102021113385B4 (de) 2021-05-25 2023-02-23 Aerodyn Consulting Singapore Pte Ltd Schwimmende Windenergieanlage
CN113202698A (zh) * 2021-05-26 2021-08-03 海南浙江大学研究院 一种偏心型半潜式漂浮风机基础的实现方法
DE102021118329A1 (de) 2021-07-15 2023-01-19 Aerodyn Consulting Singapore Pte Ltd Single-Point-Mooring-Windenergieanlage mit zwei jeweils einen Rotor aufweisenden Windenergiewandlungseinheiten
US20240035447A1 (en) * 2021-07-22 2024-02-01 Trendsetter Vulcan Offshore, Inc. Off-shore wind turbine system and method of installation
US11878778B1 (en) * 2021-08-17 2024-01-23 Larry Alan Viterna Self elevating articulated lightweight floating tower
WO2023159210A2 (en) * 2022-02-18 2023-08-24 T-Omega Wind Inc. Seafaring wind turbine for liquid fuel energy production
WO2023164412A1 (en) * 2022-02-22 2023-08-31 T-Omega Wind Inc. Shallow float for an off-shore wind turbine with high natural frequency and short natural period
WO2023164411A1 (en) * 2022-02-24 2023-08-31 T-Omega Wind Inc. Floating structure for supporting and towing an offshore wind turbine
GB2613228B (en) * 2022-09-23 2024-04-03 Trivane Ltd Semi-submersible trimaran floating offshore wind vessel with turret mooring

Family Cites Families (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
AU2001242321A1 (en) * 2000-03-28 2001-10-08 Per Lauritsen Floating offshore wind power installation
AU2003201272A1 (en) 2003-01-06 2004-07-29 Vestas Wind Systems A/S Wind turbine with floating foundation
NO325261B1 (no) * 2005-05-06 2008-03-17 Norsk Hydro As Forankringsarrangement for flytende vindturbininstallasjoner.
US20080240864A1 (en) * 2007-04-02 2008-10-02 Ups Wind Management , Llc Assembly, transportation and installation of deepwater windpower plant
CN101939537A (zh) * 2007-09-13 2011-01-05 浮海风电公司 离岸垂直轴风力涡轮机及相关联系统及方法
US7612462B2 (en) * 2007-10-08 2009-11-03 Viterna Larry A Floating wind turbine system
DE102008003647B4 (de) * 2008-01-09 2011-12-15 Gicon Windpower Ip Gmbh Schwimmendes Gründungstragwerk mit Auftriebskomponenten, in aufgelöster Bauweise
US20090250939A1 (en) * 2008-04-08 2009-10-08 Curme Oliver D Wind-driven generation of power
BRPI0911567B1 (pt) * 2008-04-23 2020-01-21 Principle Power Inc plataforma flutuante para turbina eólica e método para operar uma plataforma flutuante para turbina eólica
DE102008031042B4 (de) * 2008-06-20 2010-04-08 Sander Linke Modulare Schwimmeinheit für Wind- und Strömungsenergieanlagen auf See
US8729732B2 (en) 2008-07-10 2014-05-20 T-Mobile Usa, Inc. Cell site power generation
ES2433590T3 (es) 2008-12-18 2013-12-11 Single Buoy Moorings Inc. Turbinas eólicas marinas desmontables con sistema de amarre preinstalado
NO329254B1 (no) * 2009-07-31 2010-09-20 Uni I Stavanger Framgangsmate for forankring av flytende vindturbin samt system for anvendelse ved utovelse av framgangsmaten
WO2011084530A2 (en) * 2009-12-16 2011-07-14 Clear Path Energy, Llc Floating underwater support structure
WO2011146773A2 (en) * 2010-05-21 2011-11-24 Catadon Systems, Inc. Folding tower
EP2685093B1 (en) 2012-07-10 2016-06-29 Alstom Wind, S.L.U. Wind turbine stabilization
WO2015048147A1 (en) * 2013-09-24 2015-04-02 University Of Maine System Board Of Trustees Floating wind turbine support system

Also Published As

Publication number Publication date
CN106164482B (zh) 2018-12-28
EP3019740B1 (de) 2017-11-01
JP2016529430A (ja) 2016-09-23
CN106164482A (zh) 2016-11-23
PT3019740T (pt) 2018-01-17
EP3019740A1 (de) 2016-05-18
WO2016000681A1 (de) 2016-01-07
KR20170031088A (ko) 2017-03-20
EP3051128A1 (de) 2016-08-03
DE102014109212A1 (de) 2016-01-07
US10308328B2 (en) 2019-06-04
US20170190391A1 (en) 2017-07-06
DK3019740T3 (en) 2017-12-11
JP6125098B2 (ja) 2017-05-10
KR101813440B1 (ko) 2017-12-28
NO2776494T3 (es) 2018-09-29

Similar Documents

Publication Publication Date Title
ES2657191T3 (es) Instalación de energía eólica flotante con una cimentación flotante y procedimiento para la instalación de una instalación de energía eólica semejante
ES2404894T3 (es) Fondo marino falso articulado
ES2516590B1 (es) Estructura sumergible de soporte activo para torres de generadores y subestaciones o elementos similares, en instalaciones marítimas
ES2305462T3 (es) Dispositivo para central eolica situada en aguas profundas.
ES2676896T3 (es) Aerogeneradores flotantes
ES2643906T3 (es) Plataforma de alta mar estabilizada por columnas con planchas de atrapamiento de agua y sistema de amarre asimétrico para soporte de turbinas eólicas de alta mar
ES2295145T3 (es) Instalacion de energia eolica fuera costa flotante.
ES2694449B2 (es) Estructura flotante para aerogenerador marino
ES2344472T3 (es) Dispositivo e instalacion para la generacion de energia regenerativa y renovable a partir de agua.
ES2433590T3 (es) Turbinas eólicas marinas desmontables con sistema de amarre preinstalado
ES2555500B1 (es) Obra flotante y procedimiento de instalación de la misma
ES2706502T3 (es) Planta de generación de energía eólica marina flotante
ES2933677T3 (es) Aerogenerador flotante con una pluralidad de unidades de conversión de energía
ES2444950T3 (es) Turbina eólica de alta mar flotante
ES2511291T3 (es) Cimentación flotante con arriostramiento mejorado
ES2396479T3 (es) Planta productora de energía flotante
ES2905804T3 (es) Plataforma flotante
ES2471071T3 (es) Dispositivo de soporte de un aerogenerador de producción de energía eléctrica en el mar, instalación de producción de energía eléctrica en el mar correspondiente
JP2007515588A5 (es)
ES2558088T3 (es) Plataforma flotante
ES2541619T3 (es) Concepto mecánico y eléctrico alternativo para parques eólicos marinos
TWI769380B (zh) 單點式繫綁風力渦輪機
WO2012131116A1 (es) Soporte flotante para la instalación de un aerogenerador en masas de agua del mar, lagos y embalses, y torre de aerogenerador que comprende el soporte flotante
ES2232285B1 (es) Aerogenerador flotante en el agua.
ES2422664B2 (es) Procedimiento de instalación de estructura flotante monolítica para soporte de aerogenerador