ES2676896T3 - Aerogeneradores flotantes - Google Patents

Abstract

Aerogenerador marino flotable (100) que comprende las siguientes características: * el aerogenerador (100), mediante un cable (110) configurado como combinación de una línea de corriente sujeta al menos aproximadamente sin carga y de una cuerda de retención que absorbe al menos en gran parte todas las fuerzas mecánicas que aparecen para retener el aerogenerador (100) en un único punto de anclaje (111) estacionario de manera que puede moverse en seis grados de libertad, puede unirse al punto de anclaje (111), estando dispuesto un acoplamiento (112) en un único punto de unión (118) entre el cable (110) y el aerogenerador (100) y configurado para formar una conexión eléctrica con un acoplamiento deslizante y para formar una transmisión de potencia mecánica con un acoplamiento giratorio; * el aerogenerador (100) presenta una unidad de soporte (101), en particular una unidad de flotador que está configurada como estructura semisumergible con unidades de lastre (102) y unidades de fuerza ascensional (103); * el aerogenerador (100) presenta un mástil de soporte (104) unido fijamente a la unidad de soporte (101) con una góndola (105) dispuesta fijamente sobre esta con al menos un rotor (106) y al menos un generador eléctrico; * entre el punto de unión (118) y un plano de giro esencialmente vertical del rotor (106) está configurada una distancia horizontal lo más alta posible.

Description

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DESCRIPCION

Aerogeneradores flotantes

La invencion se refiere a un aerogenerador marino flotable, es decir un aerogenerador para la utilizacion delante de la costa de aguas en el exterior y/o aguas continentales.

Estado de la tecnica

Por el documento DE 20 2010 003 654 U1 se conoce un aerogenerador flotante para la generacion de corriente electrica con palas de rotor que rotan alrededor de un eje de giro horizontal. Un generador de corriente accionado por las palas de rotor esta dispuesto sobre un estabilizador lateral, equipado con varios cascos de manera plegable mediante un gancho abatible, estando conectados generador y gancho abatible al estabilizador lateral a traves de articulaciones pivotantes que funcionan con ejes de pivote horizontales, accionadas automaticamente. En el caso de este aerogenerador cable de conexion y cadena del ancla estan fijados a un flotador en ambas proas a traves de un pie de gallo, es decir una distribucion en varias cadenas o cabos. Existe una conexion de cables flexible que posibilita una orientacion automatica del aerogenerador hacia el viento o marejada. En este sentido para la fijacion esta prevista una union separable con el flotador. Por otro lado cable de conexion y cadena del ancla estan anclados a una caja de hormigon sobre el fondo del mar. La conexion de cables flexible posibilita una orientacion del aerogenerador automatica del aerogenerador hacia el viento o marejada. Para el mantenimiento y reparacion se arrastra el aerogenerador hacia un puerto en un dique con una grua, o hacia una nave de mantenimiento- y reparacion central colocada cerca de la costa y allf el flotador se coloca mediante inundacion en el fondo.

Por el documento DE 10 2009 040 648 A1 se conoce un aerogenerador marino flotable con un cuerpo flotante y una construccion dispuesta sobre el mismo con mastiles, sobre los cuales esta alojado de manera giratoria al menos un rotor que acciona un generador. Por este documento se conoce ademas un acoplamiento mecanico del aerogenerador flotable marino a traves de varias bielas y corona giratoria a un bloque de anclaje de hormigon depositado sobre el fondo del mar, denominado asiento. Las bielas estan fijadas preferiblemente a traves de la corona giratoria al asiento con el fin de posibilitar un movimiento giratorio o pivotante del cuerpo flotantes sin impedimento alrededor del asiento, con ello su orientacion puede adaptarse a las direcciones variables del viento. El movimiento giratorio del cuerpo flotante se realiza en este sentido preferiblemente sin accionamiento adicional. La instalacion se gira automaticamente hacia el viento dado que el punto de giro esta dispuesto en el asiento fuera del cuerpo flotante. Preferiblemente el asiento esta configurado flotable e inundable, de modo que todo el aerogenerador puede transportarse de manera flotante. Un acoplamiento electrico se realiza a traves de un cable de corriente y una corona giratoria adicional con paso de corriente a un cable submarino.

Segun el documento DE 10 2009 040 648 A1 los mastiles representados en el mismo presentan un contorno de seccion transversal en forma de gota, a traves del cual se produce un tipo de perfil de superficie de apoyo de los mastiles que facilita una estabilidad elevada con respecto a las fuerzas de flexion que aparecen. Dado que la presion del viento, que actua sobre las palas de rotor no se puede transformar completamente en un movimiento giratorio, se producen cargas de flexion considerables que deben absorberse mediante la construccion de los mastiles. Mediante el contorno de seccion transversal en forma de gota, colocandose la seccion transversal en perpendicular a la extension longitudinal de los mastiles no solo posible es posible alcanzar una configuracion de los mastiles optimizada en cuanto a las cargas, sino tambien reducir las fuerzas que actuan sobre los mastiles. Un contorno de seccion transversal en forma de gota disminuye la presion del viento que actua sobre el mastil lo que posibilita o bien configurar la construccion mas delgada y mas ligera o emplear rotores y generadores mas grandes. Ademas la configuracion de seccion transversal en forma de gota lleva a que en el caso de una direccion del viento variable el cuerpo flotante se gira de manera mas ligera y mas rapida hacia el viento, de modo que los rotores estan orientados siempre de manera optima hacia la direccion del viento, sin que sea necesario un ajuste complicado adicional.

Segun el documento DE 10 2009 040 648 A1 el cuerpo flotante presenta ademas un tubo central que esta rodeado por una camisa elfptica o en forma de gota configurando un espacio intermedio. De manera similar a en el caso de los mastiles mediante la camisa se crea un contorno favorable desde el punto de vista de la mecanica de fluidos que recuerda a una construccion superficie de apoyo. La camisa elfptica o una camisa aproximadamente en forma de gota rodea en este sentido el tubo central relevante para la estatica. El espacio intermedio puede estar relleno con un material de espuma, en particular una espuma de poros cerrados o de forma estable que facilita una estabilidad de presion de la camisa suficiente. El tubo central esta configurado preferiblemente inundable de modo que el nivel de flotacion del aerogenerador puede adaptarse a las condiciones respectivas. Las dimensiones del tubo central del cuerpo flotante estan seleccionadas en este sentido de modo que todo el aerogenerador puede arrastrase de manera flotante hacia el lugar de utilizacion deseado. En el lugar de utilizacion el aerogenerador se ancla y dado el caso se hunde para alcanzar una estabilidad del aerogenerador aumentada. La profundidad de hundimiento preferida asciende en este sentido de 5 a 10 metros por debajo de la superficie del agua. Ademas por ello disminuye la influencia del oleaje y de las corrientes de la superficie. El tubo central puede vaciarse tambien de nuevo a la inversa con el fin de elevar el nivel del aerogenerador, por ejemplo para arrastrarlo para fines de mantenimiento hacia un puerto

Los generadores estan dispuestos con los rotores en los mastiles. Los rotores y generadores pueden estar

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dispuestos en los extremos superiores de los mastiles. Fundamentalmente es tambien posible que los generadores no esten dispuestos directamente en los rotores, sino que se encuentren en el interior de los mastiles o en otro lugar en el cuerpo flotante. Entonces es necesario llevar la energfa cinetica a traves de elementos de engranaje y transmision a los respectivos generadores. Los generadores, que estan dispuestos en las denominadas gondolas sobre los mastiles pueden estar fijados de manera ngida en los mastiles, de modo que no tiene que realizarse ninguna fijacion giratoria complicada de los rotores y generadores en los mastiles a traves de cojinetes de pivote. Esto reduce ademas los costes para la fabricacion y mantenimiento del aerogenerador.

Por el documento DE 10 2010 040 887 A1 se conoce un dispositivo flotante para soportar al menos una torre en el agua con una estructura plana flotante para la estabilizacion del dispositivo sobre la superficie del agua, soportandose la al menos una torre mediante la estructura plana. El dispositivo flotante comprende ademas al menos un peso del lastre que esta dispuesto por debajo de la estructura plana de modo que el centro de gravedad de todo el dispositivo se situa por debajo del punto de empuje hidrostatico de la estructura plana, de modo que la al menos una torre esta esencialmente en perpendicular a la superficie del agua. La estructura plana sirve como cuerpo flotante y coopera con el peso del lastre. Este puede estar configurado como caja de lastre.

En el documento DE 10 2010 040 887 A1 se describen formas de realizacion con diferentes posibilidades de rotacion de los componentes entre sf Estas vanan desde una forma de realizacion en la que no es posible ningun tipo de rotacion axial de los componentes, hasta una forma de realizacion en la que tanto la torre, una prolongacion de la misma, el peso del lastre como la estructura plana pueden rotar axialmente alrededor del eje longitudinal de la torre. Por ello se producen diferentes posibilidades de movimiento. Ademas se describen diferentes formas de cuerpo flotante, como por ejemplo forma trapezoidal, forma de elipse, forma circular y forma semirredonda que acaba en punta. De ellas la forma trapezoidal y la forma semirredonda acabando en punta permiten una orientacion autonoma de la estructura plana hacia el viento y/o hacia la corriente, es decir la corriente del agua.

El documento DE 10 2010 040 887 A1 describe ademas que mediante una forma adecuada de la estructura plana, de la torre y/o del rotor del aerogenerador puede alcanzarse que el rotor gire de manera autonoma siempre hacia la direccion del viento. La torre puede presentar diferentes formas, por ejemplo cilmdrica, pero tambien estar revestida en forma de gota de modo que la torre se coloca (con el rotor) de manera autonoma hacia el viento. Una forma especial de la torre de este tipo se aplica sobre todo en el caso de variantes de torre giratorias dado que esto, ademas de a la minimizacion de las cargas del viento, lleva a que la torre por sf misma se gire hacia el viento.

El documento DE 10 2010 040 887 A1 describe ademas que la estructura plana tambien podna fijarse y arrastrarse mediante una posibilidad de anclaje pretensada como plataforma de perforacion semisumergible por debajo de la superficie total o parcialmente del agua, provocando el peso del lastre una estabilizacion adicional de toda la unidad. Es preferible una estructura plana que presenta por sf misma un centro de gravedad profundo, es decir por ejemplo a dos tercios por debajo del agua. De este modo la estructura plana es mas estable y el balanceo o el peligro del ladeo /zozobra de la estructura plana disminuye.

El documento DE 11 2011 100 404 T5 muestra una turbina eolica flotante que comprende un rotor instalado en una gondola, un pilar superior que esta unido con el rotor, un tanque del estabilizador que esta dispuesto entre el pilar superior y un pilar inferior, y un ancla, que esta unida de manera giratoria con el pilar inferior a traves de una junta cardan, que permite un giro en todas las direcciones, estando dispuesto el punto central ascensional del tanque del estabilizador de manera excentrica con respecto a un eje central longitudinal que discurre a traves del pilar superior e inferior. La gondola con el rotor esta unida fijamente con el pilar superior. Una corona giratoria en la region de un punto de anclaje inferior de los pilares sirve junto con un anillo rozante, que esta dispuesto en una seccion transversal de los pilares directamente por encima de la lmea de agua, de la conexion electrica y posibilita que pilar y rotor puedan girarse sin fuerza mecanica adicional con el viento y en este sentido el rotor a sotavento de los pilares. Se produce por ello un adrizado automatico. La corona giratoria 14 puede tener de manera conveniente las mismas especificaciones que las coronas giratorias que se emplean por ejemplo en las gruas de Liebherr, dado que estas pueden resistir al agua/sal y a un empleo duradero bajo condiciones extremas. En este sentido la corona giratoria y el anillo rozante tienen convenientemente una construccion que impide una torsion de un cable de corriente que en la turbina eolica discurre hacia abajo desde un generador situado en la gondola pasando por la parte inferior de la turbina eolica hasta la red de distribucion.

Segun el documento DE 11 2011 100 404 T5 el pilar superior tiene ademas una seccion transversal en forma de gota o en forma de ala para evitar remolinos en la region de giro del rotor y garantizar una corriente de aire maxima laminar detras de los pilares. Ademas existe un sistema de lastre, estando divididos el pilar superior y el inferior en diferentes camaras que discurren a traves de respectivas lmeas formando un punto de conexion comun al que se conecta un cable de suministro entre un barco auxiliar y la turbina eolica. El tanque de estabilizador representa una camara separada que esta unida a traves de una lmea separada igualmente con el punto de conexion comun. El sistema de lastre forma un flotador con tanques de lastre y cavidades.

El documento DE 11 2011 100 404 T5 describe preferiblemente turbinas eolicas del tipo de arbol horizontal con construccion sin engranaje. Solo construcciones que difieren de esta, por ejemplo con generador dispuesto en vertical en el pilar, presentan un engranaje, por ejemplo un engranaje conico en la gondola. La realizacion sin engranaje representa tambien ademas una forma constructiva habitual.

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Por el documento EP 1 269 018 B1 o su traduccion publicada como DE 601 31 072 T2 se conoce un aerogenerador marino flotante que comprende al menos un molino de viento montado sobre una subestructura flotante de al menos dos pontones con tanques, presentando el al menos un molino de viento una carcasa de maquina o caja de maquina montada en el extremo superior de una torre y la subestructura en el fondo de un mar o de un lago esta fijada mediante una union. La subestructura comprende al menos dos tanques y al menos una unidad para trasladar lfquido entre los tanques o los tanques y el entorno. En el lugar del montaje el molino de viento se ancla con el fondo del mar con ayuda de un ancla que esta unido con la subestructura por medio de una cuerda de anclaje o una cadena del ancla. Ademas la cadena del ancla puede estar provista ventajosamente con un cable submarino. El cable submarino transmite la electricidad generada por el molino de viento a un dispositivo de cable fijo en el fondo del mar desde donde se conduce la electricidad generada hacia la costa.

En una forma de realizacion senalada como preferida en el documento EP 1 269 018 B1 o su traduccion publicada como DE 601 31 072 T2 la caja de maquina esta anclada fijamente a la torre y el molino de viento no presenta ningun mecanismo de guinada. Por tanto el molino de viento guina solo con ayuda de la guinada de la subestructura con la fijacion en el fondo del mar como punto central de giro, por lo que se produce un adrizado automatico. Ademas en este documento, segun se ha comprobado por experiencia se indica que el viento rara vez gira 360 grados o mas, y una torsion del cable submarino o de la cuerda de anclaje o de la cadena del ancla no sera por tanto ningun problema. Ademas la torre en la direccion del viento es mas delgada que dispuesta transversal al mismo. Para limitar el sotavento la torre se configura en una forma que se corresponde con la del perfil de ala o similar, lo que delimita el perfil y lo hace aerodinamico en la direccion del viento.

Por el documento DE 24 57 368 A1 se da a conocer tubo flexible de aire con un acoplamiento giratorio. A traves del acoplamiento giratorio una herramienta de aire comprimido puede conectarse al tubo flexible de aire. En este sentido die acoplamiento giratorio comprende un cuerpo de conexion interno y uno externo. En el cuerpo de conexion interno el tubo flexible de aire esta sujeto y retenido. El cuerpo de conexion externo esta atornillado en la herramienta. El cuerpo de conexion interno tiene una prolongacion tubular orientado hacia adelante que puede encajarse en el cuerpo de conexion externo hueco. El cuerpo de conexion externo e interno pueden girarse el uno relativo hacia el otro sin que los cuerpos tengan que separarse el uno del otro. Por consiguiente tambien el tubo flexible puede girarse con respecto a la herramienta sin que se transmita al tubo flexible cualquier momento de torsion o de presion. Con este acoplamiento giratorio se evita cada flexion o enmaranamiento u otros danos del tubo flexible.

Por el documento DE 25 32 665 A1 se conoce una correa cinta o cuerda de retencion para esqrn con un dispositivo de devanado. Este comprende una cuerda de prolongacion cuyo extremo esta unido mediante un acoplamiento giratorio de dos piezas con un bucle de una cuerda de retencion. El acoplamiento giratorio permite una torsion de ambas cuerdas unidas entre sf en direcciones opuestas entre sf alrededor de sus ejes longitudinales.

Por el documento WO 02/073032 A1 se conoce un aerogenerador marino flotante que comprende un sistema de anclaje de un punto, un cuerpo flotante y una unidad de generacion de energfa eolica. El cuerpo flotante compuesto por partes dispuestas en al menos un triangulo, flota en la superficie del mar y esta anclado en el fondo del mar en una punta del triangulo a traves de un sistema de anclaje de un solo punto con el fin de mantener el cuerpo flotante siempre en una orientacion constante hacia el viento. Como sistema de anclaje de un solo punto esta prevista una unidad de anclaje de torre. Esta presenta una torre en forma de una placa giratoria que esta unida con una culata mediante un cojinete de tal manera que el cuerpo flotante puede girar en horizontal alrededor de un punto de anclaje de la torre. La culata sobresale lateralmente en el cuerpo flotante en una de las puntas del triangulo. La torre esta anclada en el fondo del mar mediante una pluralidad de cadenas del ancla y anclas. Un cable submarino esta conectado a traves de la torre con el cuerpo flotante.

Por el documento US 2003/0168864 A1 se conoce un aerogenerador marino flotante que comprende una unidad de flotador configurada como plataforma de perforacion semisumergible con unidades de lastre y unidades de fuerza ascensional asf como una disposicion de varias rotores. A traves de una combinacion fijada a una boya de amarre de una lmea de corriente y de una cuerda de retencion el aerogenerador marino esta anclado en el fondo del mar.

Por el documento WO 2012/105846 A2 se conoce un aerogenerador marino que comprende una torre flotable y un rotor. La torre esta anclada a traves de una union ngida en el fondo del mar, estando dispuestas la union y lmeas de corriente previstas para el transporte de la potencia electrica de manera estacionaria en cuanto al fondo del mar.

Representacion de la invencion: objetivo. solucion. ventajas

La invencion tiene el objetivo de mejorar adicionalmente un aerogenerador marino flotable del tipo descrito, en particular configurar un aerogenerador de este tipo de manera mas sencilla, mas ligera, mas estable mecanicamente y con un funcionamiento mas seguro.

Este objetivo se consigue mediante un aerogenerador marino flotable que comprende las siguientes caractensticas. El aerogenerador puede unirse mediante un cable configurado como combinacion de una lmea de corriente sujeta al menos aproximadamente sin carga y una cuerda de retencion que absorbe al menos en gran parte todas las fuerzas mecanicas que aparecen para retener el aerogenerador en un unico punto de anclaje estacionario, de modo que

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puede moverse en seis grados de libertad con el punto de anclaje. En este sentido esta dispuesto un acoplamiento en un unico punto de union entre el cable y el aerogenerador y esta configurado para formar una conexion electrica con un acoplamiento deslizante y para formar una transmision de potencia mecanica con un acoplamiento giratorio. El aerogenerador presenta una unidad de soporte, en particular una unidad de flotador, que esta configurada como plataforma de perforacion semisumergible tambien denominada en ingles semi-sumersible, con unidades de lastre y unidades de fuerza ascensional. Ademas el aerogenerador presenta un mastil de soporte unido fijamente con la unidad de soporte con una gondola dispuesta fijamente sobre esta, con al menos un rotor y al menos un generador electrico. Entre el punto de union y un plano de giro esencialmente vertical del rotor esta configurada una distancia horizontal lo mayor posible.

Fundamentalmente un aerogenerador marino flotable, con respecto a un aerogenerador basado en un asiento fijo en el fondo de unas aguas, en particular de un mar o en el fondo del mar presenta la ventaja de que puede renunciarse a construcciones de cimientos de tecnica complicada que resultan caras y propensas a las influencias meteorologicas. Al mismo tiempo todo el aerogenerador sigue siendo maniobrable, puede desplazarse por lo tanto para el montaje y desmontaje, asf como para fines de mantenimiento y de reparacion facilmente desde su lugar de utilizacion a un lugar cercano a la orilla, en particular hacia un puerto o similar, y a la inversa, tras un montaje o reparacion, desde el puerto hacia el lugar de utilizacion. Solo mediante esta configuracion se produce una reduccion de costes significativa con una disposicion de servicio al mismo tiempo mas elevada e intervenciones reducidas en el medio ambiente.

Para el anclaje del aerogenerador en su lugar de utilizacion, asf como para la transmision de la energfa electrica obtenida el aerogenerador esta conectado a traves de un cable con un unico punto de anclaje, estacionario, es decir dispuesto de manera fija en el fondo del agua, sobre el que se inserta el aerogenerador. En este sentido el acoplamiento entre el cable que sirve como lmea de corriente combinada y cuerda de retencion, y el aerogenerador esta disenado en un unico punto de union de tal modo que para la transmision de potencia electrica esta previsto un acoplamiento deslizante electrico y para la transmision de potencia mecanica esta previsto un acoplamiento giratorio. Una union o anclaje de este tipo en un unico punto, es decir en un unico punto de anclaje y un unico punto de union a traves de un unico cable se denomina tambien conexion single-point. Esta construccion asegura que el aerogenerador flotante pueda moverse en el lugar de empleo, en el marco de las posibilidades dadas por la medida de longitud del cable, en tres grados de libertad de traslacion de acuerdo por ejemplo de coordenadas cartesianas, tambien denominadas direccion X, Y y Z, y que se dan adicionalmente tambien tres grados de libertad de rotacion, dado que se permite un giro alrededor de tres ejes espaciales, por ejemplo tres ejes en el sistema de coordenadas cartesiano, tambien denominado eje X, eje Y o eje Z. Con ello el acoplamiento entre el cable y el aerogenerador posibilita su movimiento completamente libre segun viento y marejada en seis grados de libertad en total, sin que por ello pudiera originarse una carga del cable de tipo y altura inadmisible. En particular el cable mediante esta construccion, tambien en el caso de movimientos de traslacion y/o de rotacion discrecionales del aerogenerador no puede ni romperse ni retorcerse. Con respecto a una grna separada de una amarra o cadena de anclaje y a un cable de conexion electrico se produce adicionalmente la ventaja de que un cable que combina una conexion electrica y mecanica descarta una torsion tal como tiene que aparecer en el caso de una grna separada mediante movimientos giratorios del aerogenerador.

La configuracion del cable sirve para la descarga de componentes sensibles del cable, y con ello para un aumento de la capacidad de solicitacion, de tal modo que la lmea de corriente comprendida en el mismo esta sujeta al menos aproximadamente exenta de carga, mientras que la cuerda de retencion absorbe al menos en gran parte todas las fuerzas mecanicas que aparecen para retener el aerogenerador en su unico punto de anclaje estacionario. Mediante esta descarga de traccion la lmea de corriente se protege adicionalmente frente a danos.

Segun la invencion estan previstas unidades de lastre, preferiblemente tanques de lastre, cuyo llenado puede adaptarse al peso, a la distribucion del peso y a las condiciones operativas del aerogenerador, y unidades de fuerza ascensional, configuradas en particular como cavidades que estan comprendidas por la unidad de soporte, en particular una construccion de flotador o forman esta unidad de soporte. De manera especialmente preferible esta construccion de flotador forma una plataforma de perforacion semisumergible. Esta se hunde en el funcionamiento por debajo de la superficie del agua, en tanto que se produce una posicion lo mas estable posible del aerogenerador en el agua, es decir que en particular el escoraje, cabeceo y rodadura del aerogenerador se mantienen mmimos. La unidad de soporte puede estar configurada ventajosamente para ello con un doble fondo en el que estan dispuestos los tanques de lastre de gran volumen. En particular los tanques de lastre estan dispuestos en una posicion lo mas profunda posible en la unidad de soporte y forman llenos un porcentaje en peso lo mas alto posible en el peso total del aerogenerador. Es preferible un porcentaje en peso de aproximadamente 70% del peso total del aerogenerador. Al mismo tiempo las unidades de fuerza ascensional estan dispuestas en una posicion lo mas alta posible en la unidad de soporte. En conjunto por ello se consigue mantener el centro de gravedad en masa de la construccion del aerogenerador con el mastil de soporte alto lo mas profundo posible. Esto genera junto con una medida horizontal suficientemente grande de la unidad de soporte un momento de retroceso grande en contra de un momento de escoraje que actua mediante presion del viento y marejada sobre el aerogenerador, incluso cuando este se genera mediante viento o marejada que no proviene eventualmente desde delante, es decir que incide al menos aproximadamente en la direccion del eje de rotacion del rotor. Por ello se produce tambien en el caso de comportamientos meteorologicos desfavorables, por ejemplo en el caso de giros de viento repentinos o tormenta, una posicion estable y segura del aerogenerador en el agua.

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El generador electrico esta dispuesto con la gondola, que forma su carcasa, fijamente sobre el mastil de soporte. Por tanto no es necesario un cojinete de pivote grande, sensible y muy caro, tambien denominado cojinete de guinada, dado todo el aerogenerador flotante se orienta hacia el viento. Esto hace al aerogenerador mas ligero, asf como mecanicamente mucho mas estable y ayuda con ello a mantener bajo el centro de gravedad en masa de todo el aerogenerador, y evita el desgaste en un lugar de carga elevada, tal como representa la union entre gondola y mastil de soporte. Dado que ademas el mastil de soporte esta unido fijamente con la unidad de soporte se produce en total una unidad constructiva ngida, muy estable de unidad de soporte, mastil de soporte y gondola.

Especialmente ventajoso es el acoplamiento articulado del aerogenerador con el cable en cuanto a que ademas el aerogenerador de acuerdo con la invencion esta configurado para orientarse en el funcionamiento ante o con el viento, con la accion de fuerza del viento automaticamente incluso segun la direccion del viento, para pivotar automaticamente alrededor del punto de anclaje hacia sotavento. Por ello el rotor se encuentra siempre de manera optima en el viento y se alcanza con ello un rendimiento de potencia lo mas alto posible. Esta adrizado se realiza en este sentido, sin que se necesiten dispositivos adicionales; en particular no se requieren unidades de accionamiento o de control orientadas al mismo que condicionan un gasto constructivo y consumo de energfa adicionales. Esto es una gran ventaja en comparacion con por ejemplo un aerogenerador, que en el funcionamiento siempre debe orientarse en contra del viento, es decir hacia barlovento, siempre a traves de dispositivos mecanicos y de la tecnica de control costosos.

Preferiblemente el adrizado automatico del aerogenerador descrito se fomenta ademas al estar configurada entre el punto de union y un plano de giro esencialmente vertical del rotor una distancia horizontal lo mas alta posible. La fijacion del cable en el aerogenerador esta realizada por lo tanto lo mas alejada posible de un punto de presion lateral, es decir de un centro de gravedad de fuerzas de las fuerzas del viento que actuan sobre las superficies por las que pasa el viento. El punto de presion lateral de todo el aerogenerador de determina por ejemplo mediante el mastil de soporte o la gondola, pero sobre todo mediante el rotor, y en este sentido en particular sus palas de rotor. El rotor presenta un eje de rotacion al menos esencialmente horizontal de modo que las palas de rotor durante el giro del rotor se mueven esencialmente en un plano, al menos en gran parte vertical, que se denomina el plano de giro vertical del rotor. En este plano esta situado tambien el punto de presion lateral de fuerzas eolicas que actuan sobre el rotor que contribuyen esencialmente a fuerzas que llevan a cabo la adrizado automatico.

Mediante la distancia lo mas alejada posible entre el punto de union y el punto de presion lateral de las fuerzas eolicas que actuan sobre el rotor, es decir del plano de giro esencialmente vertical del rotor esta configurada una distancia horizontal lo mas alta posible que produce un brazo de palanca lo mayor posible para las fuerzas que realizan el adrizado automatico, de modo que estas tambien pueden contrarrestar dado el caso corrientes de agua, es decir, en particular marinas que inciden lateralmente. No obstante la distancia esta limitada en particular mediante un mantenimiento de una posicion estable del aerogenerador en el agua y con ello en particular mediante las medidas de la unidad de soporte.

Preferiblemente para ello ademas el rotor esta dispuesto en la gondola en la posicion de funcionamiento en particular en sotavento hacia la gondola. Esta configuracion amplfa la distancia entre la fijacion del cable en el aerogenerador en el punto de union y un punto de presion lateral de las superficies del rotor recorridas por el viento, es decir de las palas de rotor, y respalda con ello una orientacion eficaz del aerogenerador segun la direccion del viento.

Ventajosamente ademas el mastil de soporte esta erigido con una flecha, es decir en un angulo predeterminado con respecto a la normal con la direccion del viento que actua en el funcionamiento y por tanto inclinado en la direccion del eje de rotacion del rotor. Esta flecha del mastil de soporte fomenta la distancia entre el punto de presion lateral de la presion del viento sobre el rotor y con ello sobre el aerogenerador, por un lado, y el punto de union del cable por otro lado. Tambien la distancia entre el mastil de soporte y el rotor aumenta por ello, por lo que se alcanza un mejor flujo frontal del rotor en el funcionamiento.

Las caractensticas anteriormente descritas del aerogenerador de acuerdo con la invencion garantizan en su combinacion que el aerogenerador, en el funcionamiento, tambien se oriente en condiciones meteorologicas o corrientes de agua y marejada extremadamente adversas siempre automaticamente y tambien se erija de nuevo desde un intenso escoraje.

En las reivindicaciones dependientes estan caracterizadas configuraciones ventajosas de la invencion.

Segun un perfeccionamiento ventajoso de la invencion el acoplamiento esta suspendido en cardan con el acoplamiento deslizante y/o del acoplamiento giratorio en el aerogenerador. En este sentido los componentes individuales del acoplamiento, concretamente el acoplamiento deslizante y el acoplamiento giratorio, presentan por separado o tambien una suspension comun en cardan. Mediante esta configuracion se alcanza una movilidad especialmente buena en todos los grados de libertad.

Segun un perfeccionamiento preferido del aerogenerador de acuerdo con la invencion la unidad de soporte presenta en cada caso tres unidades de lastre y unidades de fuerza ascensional, estando dispuestas las unidades de fuerza ascensional en al menos aproximadamente las esquinas de un plano horizontal triangular, al menos en gran parte

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simetrico con respecto a un eje de rotacion del al menos un rotor y extendiendose en cada caso una de las unidades de lastre entre en cada caso dos de las unidades de fuerza ascensional. La posicion eje de rotacion del rotor respecto al plano horizontal de la unidad de soporte esta en este sentido en una vista en planta del aerogenerador, es decir perpendicular visto desde arriba en la posicion de funcionamiento. La al menos una configuracion de la unidad de soporte esencialmente triangular esta construida de manera sencilla y ofrece una estabilidad mecanica elevada, es decir una estabilidad de forma, necesaria para la utilizacion en particular en el mar. Ademas configuracion de la unidad de soporte descrita, esencialmente triangular ofrece una elevada estabilidad de posicion en el agua. En conjunto esta configuracion es preferible por tanto con respecto a otras formas de construccion posibles.

Como lastre en las unidades de lastre se utiliza preferiblemente agua disponible de modo asequible y universal. Otros materiales de lastre lfquidos con peso espedfico preferiblemente mas alto son igualmente posibles. Es ventajoso un material de lastre lfquido tambien debido a su sencilla manejabilidad. Sin embargo tambien pueden utilizarse materiales de lastre solidos, o las unidades de lastre pueden contener una combinacion de elementos de lastre solidos, en particular carga basica, y un material de lastre lfquido para el llenado y estibado en el lugar de empleo. Esto posibilita por ejemplo un desplazamiento de aerogenerador o tambien de partes unidas del mismo solo con la unidad de soporte tambien en agua plana. Hacia un puerto o hacia un astillero el aerogenerador de acuerdo con la invencion se desplaza sin agua de lastre y por tanto con calado solo reducido. En el lugar de empleo el aerogenerador de acuerdo con la invencion con agua de lastre presenta en condiciones de uso un calado elevado.

Las unidades de fuerza ascensional estan configuradas preferiblemente con volumenes de aire cerrados; opcionalmente pueden utilizarse tambien otros materiales, preferiblemente gases o sustancias que contienen gases. Tambien es posible un llenado al menos parcialmente de las unidades de fuerza ascensional con sustancias porosas, preferiblemente espumas plasticas. Las ultimas posibilitan un grado de seguridad mas alto con respecto a fugas en las unidades de fuerza ascensional. Tambien en este caso puede estar previsto opcionalmente un llenado unico, fijo o un llenado que permanece variable para operaciones de estibado posteriores.

Las unidades de lastre y unidades de fuerza ascensional forman de este modo en la disposicion especial descrita la unidad de soporte, en particular una construccion de flotador de modo que se realiza un adrizado automatico del aerogenerador tambien en caso de escoraje debido a marejada y comportamientos del viento especiales.

Segun una configuracion ventajosa adicional del aerogenerador de acuerdo con la invencion las unidades de fuerza ascensional presentan dobles fondos con unidades de lastre adicionales. Preferiblemente estas unidades de lastre adicionales estan configuradas como tanques de agua de lastre. Con ello es posible una configuracion del aerogenerador todavfa mas flexible y una adaptacion aun mejor a las condiciones de uso, en particular un estibado aun mejor en el lugar de empleo.

En una forma de realizacion preferida adicional del aerogenerador de acuerdo con la invencion el mastil de soporte esta dispuesto sobre la unidad de fuerza ascensional central con respecto al plano horizontal triangular, al menos en gran parte simetrico al eje de rotacion del al menos un rotor. La disposicion central favorece una construccion del aerogenerador sencilla, ligera, estable. El mastil de soporte puede realizarse entonces especialmente corto y recto a pesar de una gran atura de mastil. Se produce ademas de manera sencilla una posicion de centro de gravedad favorable, central con respecto al eje de rotacion del rotor en la vista en planta del aerogenerador.

Segun otra forma de realizacion del aerogenerador de acuerdo con la invencion este esta caracterizado por en cada caso al menos un, en particular en cada caso uno, puntal para configurar una union entre el mastil de soporte y las unidades de fuerza ascensional dispuestas en el plano horizontal triangular, al menos en gran parte simetrico al eje de rotacion del al menos un rotor a los lados del eje de rotacion. El mastil de soporte y los puntales forman con ello una disposicion en particular de tres patas, de las cuales en cada caso una pata se apoya sobre en cada caso una de las unidades de fuerza ascensional. En una variacion con un numero mayor de puntales y/o unidades de fuerza ascensional esta prevista una disposicion de varias patas con uno o varios apoyos en cada una o tambien solo un numero seleccionado de todas las unidades de fuerza ascensional. Este modo de construccion aumenta la resistencia mecanica de todo el aerogenerador y posibilita al mismo tiempo mantener bajo el peso del mastil de soporte y con ello el centro de gravedad en masa de todo el aerogenerador, asf como tambien centrado. Aparte de eso la construccion de la unidad de soporte puede realizarse tambien por ello ligera y estable.

En un perfeccionamiento ventajoso del aerogenerador de acuerdo con la invencion las unidades de lastre estan configuradas como elementos de construccion con al menos lados superiores e inferiores aproximadamente horizontales, que unen en cada caso al menos dos de las unidades de fuerza ascensional en el estado operativo del aerogenerador, dispuestos por debajo de una lmea de agua. Esta configuracion contribuye a una posicion estable y tranquila del aerogenerador de acuerdo con la invencion tambien en el caso de una mayor marejada. La marejada ejerce una fuerza de excitador oscilante sobre la estructura flotante del aerogenerador, estando determinada la frecuencia de esta oscilacion, la frecuencia del excitador, mediante el tamano y la forma de las olas. El elevado porcentaje en peso del lastre, por ejemplo del agua de lastre, y las superficies subacuaticas al menos aproximadamente horizontales de las unidades de lastre otorgan a la estructura flotante del aerogenerador una frecuencia propia reducida de su posicion oscilante en el agua, que es mucho mas baja que la frecuencia del excitador de la marejada. Por ello aparece solo un efecto reducido de la fuerza de excitador oscilante sobre el

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aerogenerador de modo que este en todo caso realiza pocos movimientos en caso de marejada.

En otra forma de realizacion del aerogenerador de acuerdo con la invencion las unidades de fuerza ascensional presentan una seccion transversal de lmea de agua reducida. Como tal seccion transversal de lmea de agua esta designada en este caso una superficie de seccion transversal horizontal a traves de las unidades de fuerza ascensional a la altura de la lmea de agua en el estado de funcionamiento. Esta seccion transversal de lmea de agua determina junto con el peso espedfico de las unidades de fuerza ascensional a la altura de la lmea de agua una variacion mediante las unidades de fuerza ascensional de las fuerzas ascensionales provocadas en la variacion de la profundidad de inmersion de las unidades de fuerza ascensional. En otras palabras la fuerza ascensional se genera mediante el volumen empujado y su densidad, en este caso la densidad del agua, segun el principio de Arqmmedes. Cuanto mas reducida sea la seccion transversal de lmea de agua, tambien denominada superficie de lmea de agua, mas reducidas son las variaciones de las fuerzas ascensionales en la variacion de la profundidad de inmersion de las unidades de fuerza ascensional. A la inversa, en el caso de marejada vana la profundidad de inmersion. En el caso de una seccion transversal de lmea de agua reducida esto lleva sin embargo solo a escasas variaciones de las fuerzas ascensionales que provocan vibraciones en el aerogenerador y con ello solo a movimientos reducidos del aerogenerador en caso de o mediante marejada.

Por otro lado una seccion transversal de lmea de agua demasiado reducida significa a su vez que las variaciones de las fuerzas ascensionales en caso de variacion de la profundidad de inmersion de las unidades de fuerza ascensional se reducen demasiado. Una variacion de la profundidad de inmersion por ejemplo mediante escorado del aerogenerador en caso de temporal provoca entonces solo una variacion demasiado reducida de las fuerzas ascensionales y con ello una fuerza demasiado reducida sobre el aerogenerador para su adrizado automatico.

Por el concepto de seccion transversal de lmea de agua reducida ha de entenderse por tanto en el marco de la presente invencion una seccion transversal de lmea de agua que esta dimensionada de manera tan reducida como sea posible sin que se produzca por ello una reduccion de las fuerzas notablemente desventajosa sobre el aerogenerador para su adrizado automatico, pudiendo tratarse el efecto desventajoso de esta reduccion de las fuerzas sobre el aerogenerador tambien mediante la forma geometrica y posicion de los elementos de fuerza ascensional al disponerse los elementos de fuerza ascensional por ejemplo lo mas lejos posible en el exterior de la unidad de soporte.

Dado que la transmision de la fuerza de excitador hacia la estructura flotante del aerogenerador depende del tamano de la seccion transversal de lmea de agua y profundidad de inmersion o de emersion mediante la marejada y esta transmision no es deseada las secciones transversales de lmea de agua se han seleccionado lo mas reducidas posible. Por ello la transmision de la fuerza de excitador se mantiene reducida. Tambien por ello la frecuencia propia del aerogenerador se mantiene reducida y se evita la aparicion de una resonancia. El aerogenerador no ejerce por ello ningun movimiento brusco, sino que esta situado tranquilo en el agua. En un calculo de simulacion para un ejemplo de dimensionamiento se determino una aceleracion en la gondola de por debajo de 0,4 g en el caso de una altura de ola significativa para los comportamientos por ejemplo en el mar del Norte de 5,0 m.

Otra forma de realizacion ventajosa mas del aerogenerador de acuerdo con la invencion se caracteriza por que las unidades de fuerza ascensional y/o las unidades de lastre estan configuradas para favorecer la corriente, en particular para favorecer la corriente en una direccion al menos aproximadamente en paralelo al eje de rotacion del al menos un rotor.

Dado que la direccion del viento y direccion de las olas por regla general no difieren mucho la una de la otra para la configuracion que favorece la corriente en la direccion del eje de rotacion del al menos un rotor se han seleccionado secciones transversales de lmea de agua longitudinales, y las superficies frontales de las unidades de fuerza ascensional o de las unidades de lastre estan aguzadas hacia adelante, es decir en contra de la direccion del viento y direccion de las olas, para partir la fuerte marejada con la menor fuerza posible. Por ello mediante marejada y/o corriente del agua se reducen las fuerzas aplicadas sobre el cable o cuerda de retencion, el acoplamiento con el aerogenerador asf como el punto de anclaje y por tanto la carga y el peligro de rotura de estos elementos de construccion.

Otra forma de realizacion preferida mas del aerogenerador de acuerdo con la invencion se caracteriza por una posicion de centro de gravedad de masa y de fuerza ascensional al menos aproximadamente en el punto central geometrico de un plano horizontal de la unidad de soporte, es decir contemplado desde la vista en planta del aerogenerador. En particular en una configuracion con tres unidades de fuerza ascensional dispuestas en un plano horizontal triangular el centro de gravedad de masa y de fuerza ascensional esta dispuesto ventajosamente al menos aproximadamente en el centro, es decir en el centro geometrico del plano horizontal triangular. En la disposicion del centro de gravedad de masa y de fuerza ascensional puede ademas realizarse ventajosamente tambien una consideracion de la presion del viento en la direccion del eje de rotacion del al menos un rotor, es decir en la direccion del viento en la posicion de funcionamiento del aerogenerador, de modo que este tambien en el caso de una intensidad de viento mayor, en particular en caso de tempestad, no se escora de manera no deseada intensamente hacia sotavento.

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Preferiblemente para una posicion estable del aerogenerador en el agua en este sentido el centro de gravedad en masa esta situado por debajo del centro de gravedad en fuerza ascensional. Sin embargo en el caso del aerogenerador de acuerdo con la invencion puede mantenerse tambien todavfa una posicion estable en el agua cuando el centro de gravedad en masa se encuentra por encima del centro de gravedad en fuerza ascensional, en caso de escoraje del aerogenerador el centro de gravedad de fuerza ascensional mediante una inmersion mas intensa a sotavento de la unidad de soporte se traslada hacia sotavento y este traslado se realiza configurando la unidad de soporte, en particular de las unidades de fuerza ascensional, en cuanto que enfrentado al centro de gravedad en masa se forma un brazo de palanca. Con ello se ocasiona un momento que provoca un adrizado del aerogenerador desde el escoraje. En este sentido se parte de que solo se traslada el centro de gravedad de fuerza ascensional. El centro de gravedad en masa permanece en su posicion. De este modo se crea una distancia entre un vector de la fuerza ascensional con respecto a un vector del peso y con ello un momento de adrizado.

En otra forma de realizacion preferida del aerogenerador de acuerdo con la invencion el cable configurado como combinacion de una lmea de corriente y de una cuerda de retencion en el punto de anclaje puede unirse con un dispositivo de anclaje. Por ello se realiza de manera sencilla y eficaz un anclaje mecanico en el fondo del agua, sobre el que se hace funcionar el aerogenerador de acuerdo con la invencion, por ejemplo sobre el fondo del mar, y al mismo tiempo una conexion electrica con disminucion de la energfa electrica obtenida a traves del dispositivo de anclaje.

En una forma de realizacion preferida adicional del aerogenerador de acuerdo con la invencion el mastil de soporte presenta una seccion transversal configurada en forma de perfil, en particular una seccion transversal configurada en forma de perfil a modo de ala y/o en forma de gota. El proposito de esta configuracion reside en evitar remolinos de la corriente de aire detras del mastil de soporte, mediante las cuales en otro caso tendnan que moverse las palas de rotor. En particular va a emplearse un perfil a modo de ala o en forma de gota. Especialmente preferible es una configuracion con uno de los asf llamados perfiles NACA, es decir una de las secciones transversales estandarizadas, bidimensionales, de perfiles de ala, tal como se han desarrollado por el anterior "National Advisory Committee for Aeronautics" (comite asesor nacional para aeronautica) para el diseno de alas de avion. Con ello, de manera sencilla en comparacion con una configuracion del mastil de soporte por ejemplo con un perfil circular pueden alcanzarse corrientes de aire especialmente favorables, al menos aproximadamente exentas de remolinos

La configuracion del mastil de soporte del aerogenerador en la forma de perfil fomenta ademas el adrizado automatico del aerogenerador hacia la direccion del viento respectiva, es decir hacia sotavento, dado que el perfil en su direccion longitudinal esta dispuesto al menos aproximadamente en la direccion del eje de rotacion del rotor. Con ello en el caso de un flujo frontal del perfil se producen fuerzas sobre el perfil y con ello sobre el mastil de soporte esencialmente superiores en angulo recto respecto a la direccion longitudinal y con ello respecto al eje de rotacion que en el caso de un flujo frontal en la direccion del eje de rotacion. Esto aumenta las fuerzas de retroceso para el adrizado automatico y disminuye al mismo tiempo la presion del viento sobre el mastil de soporte en la orientacion de funcionamiento optima hacia el viento, lo que tambien disminuye la solicitacion del anclaje, es decir del cable y del acoplamiento.

La configuracion del mastil de soporte del aerogenerador en la forma de perfil produce ademas la ventaja de que el mastil de perfil en la direccion de carga principal, en el caso de una orientacion optima hacia el viento ofrece el momento de resistencia mayor y por lo tanto puede dimensionarse con espesores de pared esencialmente mas reducidos que por ejemplo un mastil de soporte con un perfil redondo, que presenta en cada direccion el mismo momento de resistencia y por tanto tambien debe disenarse en una direccion de carga a un momento de resistencia elevado, en la que no aparezca una carga correspondientemente alta en el funcionamiento, y que por lo tanto estuviera sobredimensionada y con ello fuera innecesariamente cara y pesada.

Segun una forma de realizacion preferida adicional del aerogenerador de acuerdo con la invencion una union en arrastre de fuerza, transmisora de energfa entre el al menos un rotor y el al menos un generador electrico esta configurado sin engranaje. Esta union no presenta por lo tanto ningun engranaje entre rotor y generador, sino unicamente una transmision de par de torsion al menos esencialmente ngida, lo que reduce igualmente el gasto de mantenimiento, fomenta la estabilidad en el funcionamiento permanente y disminuye las perdidas de energfa.

Breve descripcion de los dibujos

En el dibujo estan representados ejemplos de realizacion de la invencion y se describen a continuacion con mas detalle, estando provistos los elementos coincidentes en todas las figuras con los mismos numeros de referencia y omitiendose una descripcion repetida de estos elementos. Muestran:

la figura 1 un ejemplo para un aerogenerador de acuerdo con la invencion en representacion esquematica en

perspectiva, y

la figura 2 una vista lateral esquematica del ejemplo del aerogenerador segun la figura 1.

Formas de realizacion preferidas de la invencion

En ambas figuras un ejemplo de realizacion de un aerogenerador flotable marino de acuerdo con la invencion se designa con el numero de referencia 100. Este comprende una unidad de soporte 101, que esta disenada en

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particular como unidad de flotador y esta configurada con en cada caso tres unidades de lastre 102 y unidades de fuerza ascensional 103. En este sentido preferiblemente las unidades de fuerza ascensional 103 en un doble fondo estan equipadas tambien con tanques de lastre. Las unidades de fuerza ascensional 103 estan dispuestas en esquinas de un plano horizontal esencialmente triangular y unidas entre sf con en cada caso una de las unidades de lastre 102. En una primera de las unidades de fuerza ascensional 103 esta dispuesto un mastil de soporte 104 en una ligera flecha, es decir inclinacion hacia el centro del plano horizontal esencialmente triangular de la unidad de soporte 101. Sobre el mastil de soporte 104 en su extremo superior esta dispuesta una gondola 105 de manera fija, es decir en particular no giratoria. La gondola 105 contiene un generador electrico no representado para cuyo accionamiento mediante energfa eolica a sotavento del mastil de soporte 104 y con ello de la gondola 105 esta dispuesto un rotor 106 que puede girar alrededor de un eje de rotacion 117 orientado al menos esencialmente en horizontal en la posicion de funcionamiento. Una union entre el rotor 106 y el generador electrico tampoco no representada, en arrastre de fuerza, transmisora de energfa esta configurada preferiblemente sin engranaje. A aproximadamente la mitad de altura del mastil de soporte 104 a ambos lados estan unidos puntales 107, en cada caso uno a cada lado, en el lado de los extremos con el mastil de soporte 104. Los puntales 107 estan soportados en cada caso con sus otros extremos en una de las unidades de fuerza ascensional 103 en cada caso. De este modo por la unidad de soporte 101, el mastil de soporte 104 y los puntales 107 se forma una construccion en la forma de un tetraedro que ofrece una resistencia mecanica elevada asf como una posicion estable al flotar en el agua. La posicion estable a la hora de flotar en el agua se produce tambien mediante la disposicion de las unidades de lastre 102 y unidades de fuerza ascensional 103 entre sf. El lado de sotavento en el aerogenerador 100 representado en el funcionamiento se aclara adicionalmente mediante flechas 108 que simbolizan la direccion del viento en el funcionamiento del aerogenerador 100.

El mastil de soporte 104 presenta a lo largo de un plano de corte A-A una seccion transversal configurada en forma de perfil, en particular una seccion transversal configurada en forma de perfil a modo de ala y/o en forma de gota, que esta reproducida en la figura 2 con el numero de referencia 109 en un esbozo en detalle. Mediante esta forma de perfil en este caso preferiblemente simetrica con respecto a un eje longitudinal se ofrece una configuracion para favorecer la corriente con un flujo alrededor exento de remolinos a traves del aire, escasa resistencia al viento y el momento de resistencia maximo en la direccion de carga principal en el caso de una orientacion optima hacia el viento. Por ello el mastil de soporte 104 esta construido ligero y a pesar de ello extremadamente resistente. Preferiblemente los puntales 107 estan disenados con la misma forma de perfil o una esencialmente similar o coincidente para alcanzar tambien en este caso un flujo alrededor optimo con escasa resistencia al viento con resistencia elevada y bajo peso. Por ello se alcanza no solo la estabilidad mecanica de todo el aerogenerador, sino tambien el mantenimiento de una posicion de centro de gravedad en masa baja y de una resistencia al viento reducida de todo el aerogenerador.

El aerogenerador 100 se orienta en el funcionamiento automaticamente segun la direccion del viento de modo que el mastil de soporte 104 esta a barlovento y el rotor 106 en sotavento. Dado que el aerogenerador 100 en el funcionamiento sobre el agua, sobre la que se utiliza, flota, esta orientacion se realiza mediante un giro correspondiente de todo el aerogenerador 100 sobre el agua. Para ello el aerogenerador para la retencion en una posicion de funcionamiento, es decir la posicion sobre el agua, en la que se hace funcionar, puede unirse mediante un unico cable 110 configurado como combinacion de una lmea de corriente y una cuerda de retencion con un unico punto de anclaje 111, estando dispuesto un acoplamiento 112 en un unico punto de union 118 entre el cable 110 y el aerogenerador 100 y esta configurado para formar una conexion electrica con un acoplamiento deslizante y para formar una transmision de potencia mecanica con un acoplamiento giratorio. Para estos elementos de construccion del acoplamiento 112 se utilizan formas de construccion conocidas en sf, de modo que para acoplamiento 112 y cable 110 se forma en conjunto una realizacion sencilla y fiable. Como resultado en este sentido las fuerzas mecanicas que aparecen al menos aproximadamente por completo se absorben mediante el acoplamiento giratorio de modo que el acoplamiento deslizante de cargas mecanicas se mantiene libre mediante fuerzas que aparecen al retenerse el aerogenerador en la posicion de funcionamiento.

El lastre alojado en las unidades de lastre 102 se forma por ejemplo mediante agua, pero pueden utilizarse tambien otras sustancias lfquidas, o tambien al menos parcialmente lastre solido. Ventajosamente, en al menos una parte de las unidades de lastre 102 se lleva a cabo una subdivision en, por ejemplo varios tanques de lastre, o una combinacion de elementos de lastre solidos y tanques de lastre o similares con el fin de obtener una mejor capacidad de estibado del aerogenerador 100. Tambien son previsibles dispositivos con los cuales se posibilita una estibado del lastre tambien durante el funcionamiento, por ejemplo para adaptar condiciones meteorologicas variables en sf como marejada, intensidad del viento, y similares.

En las unidades de fuerza ascensional 103 para la generacion de la fuerza ascensional necesaria esta dispuesto en particular aire u otro gas, dado el caso un gas inerte para reducir la corrosion. Tambien las unidades de fuerza ascensional 103 pueden estar llenas opcionalmente al menos en parte con espumas que contienen gas, por ejemplo espumas de plastico, por lo que tambien se da una mayor capacidad de resistencia frente a avenas u otras fugas, y con ello una mayor seguridad frente al hundimiento. Las unidades de lastre 102 y unidades de fuerza ascensional 103 forman en su disposicion especial una configuracion de la unidad de soporte 101 de tal modo que se realiza un adrizado automatico del aerogenerador tambien en caso de intenso escoraje debido a la marejada y comportamientos del viento especiales. Con ello se obtiene igualmente una elevada seguridad ante deterioros en el funcionamiento, danos o incluso perdida del aerogenerador 100.

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En el aerogenerador 100 representado las unidades de lastre 102 estan configuradas como elementos de construccion dispuestos en el estado operativo del aerogenerador 100 por debajo de una lmea de agua 113, hasta la cual el aerogenerador se sumerge en el estado de funcionamiento con al menos lados superiores e inferiores 114 o 115 aproximadamente horizontales y unen, como ya se ha descrito, en cada caso al menos dos de las unidades de fuerza ascensional 103. Los lados superiores e inferiores 114 o 115 al menos aproximadamente horizontales proporcionan al aerogenerador 100 una frecuencia propia reducida de sus vibraciones en el agua, es decir en particular de sus movimientos de rodadura y de cabeceo en caso de marejada, y reducen por lo tanto estos movimientos.

Las unidades de fuerza ascensional 103 presentan una seccion transversal de lmea de agua reducida, es decir una superficie de seccion transversal horizontal reducida a la altura de la lmea de agua 113. Por ello las fuerzas ascensionales de la marejada que incitan a las oscilaciones del aerogenerador 100 hacia la unidad de soporte 101 y con ello los movimientos provocados mediante estas fuerzas ascensionales en caso de marejada disminuye. Ademas en particular las unidades de fuerza ascensional 103 y ventajosamente tambien las unidades de lastre 102 estan configuradas para favorecer la corriente, en particular para favorecer la corriente en la direccion al menos aproximadamente en paralelo al eje de rotacion 117 del rotor 106. Para ello en particular las unidades de fuerza ascensional 103 en sus zonas de extremo orientadas en contra de la corriente de agua y de aire que aparece esencialmente en la posicion de funcionamiento esencialmente estan configuradas terminando en punta.

En conjunto la unidad de soporte 101 descrita anteriormente esta configurada con las unidades de lastre 102 y las unidades de fuerza ascensional 103 como plataforma de perforacion semisumergible.

La configuracion para favorecer la corriente de la unidad de soporte 101, del mastil de soporte 104, de los puntales 107 asf como ademas tambien de la gondola 105 provoca una disminucion de las fuerzas aplicadas mediante marejada o corriente del agua asf como fuerzas del viento sobre el cable 110, el acoplamiento 112 y el punto de anclaje 111, por lo que los elementos de construccion mencionados en ultimo lugar se solicitan por un lado de manera mas reducida y con ello estan mejor protegidos frente a fallos y por otro lado pueden realizarse de manera correspondientemente mas ligera y con ahorro de material.

En el aerogenerador 100 representado la posicion tanto del centro de gravedad en masa como de fuerza ascensional se encuentra al menos aproximadamente ventajosamente en el punto central geometrico de la vista en planta de la unidad de soporte 101. Con ello se da una seguridad lo mas independiente de la direccion posible frente a la zozobra del aerogenerador 100 en caso de escoraje en tempestad o en condiciones difmiles del mar. En la fijacion de los centros de gravedad puede considerarse adicionalmente la presion del viento; por ejemplo puede llevarse a cabo un traslado del lastre mediante bombeo de agua de lastre, segun la presion del viento y con ello un escoraje del aerogenerador 100, para mantener siempre una posicion recta en el agua, es decir una posicion sin escoraje.

El aerogenerador 100 esta conectado a traves del cable 110 configurado como combinacion de una lmea de corriente y de una cuerda de retencion en el punto de anclaje 111 con un dispositivo de anclaje 116, a traves del cual tanto se produce tanto un anclaje mecanico del aerogenerador 100 en el fondo del agua, en particular en el fondo del mar 117, como una conexion electrica con una red de distribucion y de transporte de energfa electricas. Un dispositivo de anclaje 116 de este tipo se forma por ejemplo mediante un elemento de hormigon, preferiblemente mediante un elemento de hormigon que puede llenarse, en el lugar de funcionamiento y de anclaje, con lastre adicional como agua o en particular arena. En lugar del elemento de hormigon el dispositivo de anclaje 116 puede presentar tambien un elemento de acero.

En un ejemplo de dimensionamiento el aerogenerador 100 presenta las siguientes medidas:

• altura del lado inferior de la unidad de soporte 101, es decir del lado inferior 115 de los elementos de lastre 102, hasta el eje de rotacion 117 del rotor 106: H = 105 m;

• profundidad de inmersion entre la lmea de agua 113 y el lado inferior de la unidad de soporte 101, es decir del lado inferior 115 de los elementos de lastre 102: T = 6,50 m;

• distancia entre el punto de union 118, es decir del acoplamiento 112, y el lado inferior de la unidad de soporte 101, es decir del lado inferior 115 de los elementos de lastre 102: K = 17,50 m;

• grosor de perfil de la seccion transversal 109 del mastil de soporte 104: D = 3,00 m;

• diametro del cfrculo de giro del rotor 106: DR = 154,00 m;

• distancia del cfrculo de giro del lado inferior de la unidad de soporte 101, es decir del lado inferior 115 de los elementos de lastre 102: HD = 28,00 m;

que en el funcionamiento se corresponde con una distancia del cfrculo de giro de la lmea de agua 113 de 21,50 metros.

En un ejemplo de dimensionamiento adicional el aerogenerador 100 presenta las siguientes medidas que difieren de las anteriores, siendo los demas parametros iguales:

• altura del lado inferior 115 de los elementos de lastre 102 hasta el eje de rotacion 117 del rotor 106: H = 111,50

m;

• profundidad de inmersion entre la lmea de agua 113 y el lado inferior 115 de los elementos de lastre 102: T = 13,00 m;

• distancia entre el punto de union 118, es decir el acoplamiento 112, y el lado inferior de la unidad de soporte 101,

5 es decir del lado inferior 115 de los elementos de lastre 102: K = 24,00 m;

• distancia del drculo de giro del lado inferior de la unidad de soporte 101, es decir del lado inferior 115 de los elementos de lastre 102: HD = 34,50 m

Este ultimo ejemplo de dimensionamiento con respecto a su estabilidad frente al viento y marejada se senala como especialmente favorable.

10 Para completar cabe senalar que la representacion en las figuras 1 y 2 no se ha llevado a cabo para todos los ejemplos de realizacion o ejemplos de dimensionamiento del aerogenerador de acuerdo con la invencion 100 a una escala exacta.

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   REIVINDICACIONES

   1. Aerogenerador marino flotable (100) que comprende las siguientes caractensticas:

   • el aerogenerador (100), mediante un cable (110) configurado como combinacion de una lmea de corriente sujeta al menos aproximadamente sin carga y de una cuerda de retencion que absorbe al menos en gran parte todas las fuerzas mecanicas que aparecen para retener el aerogenerador (100) en un unico punto de anclaje (111) estacionario de manera que puede moverse en seis grados de libertad, puede unirse al punto de anclaje (111), estando dispuesto un acoplamiento (112) en un unico punto de union (118) entre el cable (110) y el aerogenerador (100) y configurado para formar una conexion electrica con un acoplamiento deslizante y para formar una transmision de potencia mecanica con un acoplamiento giratorio;

   • el aerogenerador (100) presenta una unidad de soporte (101), en particular una unidad de flotador que esta configurada como estructura semisumergible con unidades de lastre (102) y unidades de fuerza ascensional (103);

   • el aerogenerador (100) presenta un mastil de soporte (104) unido fijamente a la unidad de soporte (101) con una gondola (105) dispuesta fijamente sobre esta con al menos un rotor (106) y al menos un generador electrico;

   • entre el punto de union (118) y un plano de giro esencialmente vertical del rotor (106) esta configurada una distancia horizontal lo mas alta posible.
2. 2. Aerogenerador (100) segun la reivindicacion 1, caracterizado porque el acoplamiento (112) esta suspendido en cardan con el acoplamiento deslizante y/o el acoplamiento giratorio en el aerogenerador (100).
3. 3. Aerogenerador (100) segun las reivindicaciones 1 o 2, caracterizado porque la unidad de soporte (101) presenta en cada caso tres unidades de lastre (102) y unidades de fuerza ascensional (103), estando dispuestas las unidades de fuerza ascensional (103) en al menos aproximadamente las esquinas de un plano horizontal triangular, al menos en gran parte simetrico, con respecto a un eje de rotacion (117) del al menos un rotor (106), y extendiendose en cada caso una de las unidades de lastre (102) entre en cada caso dos de las unidades de fuerza ascensional (103).
4. 4. Aerogenerador (100) segun la reivindicacion 3, caracterizado porque las unidades de fuerza ascensional (103) presentan dobles fondos con unidades de lastre adicionales.
5. 5. Aerogenerador (100) segun las reivindicaciones 3 o 4, caracterizado porque el mastil de soporte (104) esta dispuesto sobre la unidad de fuerza ascensional (103) central con respecto al plano horizontal triangular, al menos en gran parte simetrico al eje de rotacion (117) del al menos un rotor (106).
6. 6. Aerogenerador (100) segun las reivindicaciones 3, 4 o 5, caracterizado por en cada caso al menos un, en particular en cada caso un puntal (107) para configurar una union entre el mastil de soporte (104) y las unidades de fuerza ascensional (103) dispuestas a los lados del eje de rotacion (117) en el plano horizontal triangular, al menos en gran parte simetrico al eje de rotacion (117) del al menos un rotor (106).
7. 7. Aerogenerador (100) segun una o varias de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque las unidades de lastre (102) estan configuradas como elementos de construccion dispuestos en el estado operativo del aerogenerador (100) por debajo de la lmea de agua (113) que unen en cada caso al menos dos de las unidades de fuerza ascensional (103) con al menos lados superiores e inferiores aproximadamente horizontales (114, 115).
8. 8. Aerogenerador (100) segun una o varias de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque las unidades de fuerza ascensional (103) presentan una seccion transversal de lmea de agua reducida.
9. 9. Aerogenerador (100) segun una o varias de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que las unidades de fuerza ascensional (103) y/o las unidades de lastre (102) estan configuradas para favorecer la corriente, en particular para favorecer la corriente en una direccion al menos aproximadamente en paralelo al eje de rotacion (117) del al menos un rotor (106).
10. 10. Aerogenerador (100) segun una o varias de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por una posicion de centro de gravedad de masa y de fuerza ascensional al menos aproximadamente en el punto central geometrico de un plano horizontal de la unidad de soporte (101).
11. 11. Aerogenerador (100) segun una o varias de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el cable (110) configurado como combinacion de una lmea de corriente y de una cuerda de retencion puede unirse en el punto de anclaje (111) a un dispositivo de anclaje (116).
12. 12. Aerogenerador (100) segun una o varias de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el mastil de soporte (104) presenta una seccion transversal (109) configurada en forma de perfil, en particular una seccion transversal (109) configurada en forma de perfil a modo de ala y/o en forma de gota.
13. 13. Aerogenerador (100) segun una o varias de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque una union en arrastre de fuerza, transmisora de energfa entre el al menos un rotor (106) y el al menos un generador electrico, esta configurada sin engranaje.