ES2724926T3 - Instalación de energía eólica - Google Patents

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Abstract

Instalación de energía eólica, con una torre (102) con un eje longitudinal, una góndola (104), que está montada de forma giratoria sobre la torre (102), una pluralidad de cables (200), que se extienden en la torre (102) desde la góndola (104) hacia abajo, y una unidad de transporte, que está fijada dentro de la góndola (104) y sirve para transportar las cargas (400) dentro de la torre (102) hacia la góndola (104) o hacia abajo, donde la unidad de transporte presenta una unidad de guiado de cables (300) con una pluralidad de anillos (310-350), donde la pluralidad de cables (200) están fijados en la circunferencia de los anillos (310-350), de modo que se deja libre una zona en el interior de los anillos (310-350) para el transporte de las cargas (400), donde la unidad de transporte está establecida para transportar las cargas (400) dentro de los anillos (310-350) hacia arriba o hacia abajo, donde un anillo superior (310) de la pluralidad de anillos (310-350) está fijado en la góndola (104) y un anillo inferior (350) de la pluralidad de anillos (310-350) está fijado de forma solidaria en rotación en o sobre la torre (102), donde el anillo inferior (350) presenta una guía (360) solidaria en rotación a lo largo del eje longitudinal de la torre (102).

Description

DESCRIPCIÓN
Instalación de energía eólica
La presente invención se refiere a una instalación de energía eólica.
Una instalación de energía eólica presenta típicamente una torre y una góndola que se coloca sobre la torre. La góndola porta el rotor (la parte giratoria) de la instalación de energía eólica. La instalación de energía eólica presenta un dispositivo de transporte para el transporte de cargas (p. ej. con finalidades de mantenimiento) del suelo a la góndola. El ángulo de acimut de la góndola se puede regular para el seguimiento del viento. En la góndola puede estar previsto un generador eléctrico, que está acoplado de forma directa o indirecta con el rotor de la instalación de energía eólica. La energía eléctrica generada por el generador se transporta, por ejemplo, a través de cables en el interior de la torre hasta la zona del pie de torre. Debido al seguimiento del viento puede ocurrir que la góndola se gira reiteradamente alrededor del eje de torre. Esto puede ser crítico en particular con vistas al retorcido de los cables de potencia del generador al pie de torre.
El documento DE 10 2009 013 728 A1 muestra una instalación de energía eólica con una guía para cables de góndola retorcible. El documento EP 2587054 A2 da a conocer una guía para cables para una instalación de energía eólica.
El documento DE 10224439 A1 describe un procedimiento para el montaje o desmontaje de los componentes de una instalación de energía eólica. En este caso un cabestrante se sitúa en el suelo y un cable discurre hacia la góndola y discurre a través de poleas de desvío de nuevo hacia abajo. Adicionalmente está previsto un cabestrante en la góndola. El cabestrante sirve para transportar las cargas fuera de la torre hacia arriba a la góndola.
Un objetivo de la presente invención es prever una instalación de energía eólica que disponga de posibilidades de transporte mejorados de las cargas en la góndola.
Este objetivo se consigue mediante una instalación de energía eólica según la reivindicación 1.
Por consiguiente, se prevé una instalación de energía eólica con una torre con un eje longitudinal, una góndola prevista de forma giratoria sobre la torre, una pluralidad de cables (de potencia), que se extienden en la torre desde la góndola, y una unidad de transporte. La unidad de transporte está fijada dentro de la góndola y sirve para transportar las cargas por debajo de la torre hacia la góndola o hacia abajo. La unidad de transporte presenta una unidad de guiado de cables con una pluralidad de anillos, donde los cables (de potencia) están fijados en la circunferencia de los anillos, de modo que se deja libre una zona en el interior de los anillos para el transporte de la carga. Un anillo superior se fija en la góndola y un anillo inferior está fijado de forma solidaria en rotación en o sobre la torre. El anillo inferior presenta una guía solidaria en rotación a lo largo del eje longitudinal de la torre.
A este respecto, los cables de potencia representan aquellos cables que se usan para la transmisión de la energía eléctrica generada en un generador, por ejemplo, a un armario de potencia en la torre de la instalación de energía eólica. En particular los cables de potencia pueden servir para la transmisión DC, es decir, los cables están acoplados con la salida de un rectificador, que está dispuesto por ejemplo en la góndola de la instalación de energía eólica y transforma una tensión alterna generada por el generador eléctrico de la instalación de energía eólica en una tensión continua. Alternativamente a ello los cables de potencia también se pueden usar naturalmente para una transmisión en tensión alterna.
Según un aspecto de la presente invención, los cables de potencia están dispuestos en la circunferencia exterior de los anillos.
Según otro aspecto de la presente invención, el anillo inferior presenta al menos dos guías anulares, a fin de guiarse mediante las guías anulares a lo largo de la guía, donde la guía se extiende a lo largo del eje longitudinal de la torre. Según otro aspecto de la presente invención, durante el cálculo de los diámetros interiores de los anillos disponibles como máximo para el transporte de la carga se tiene en cuenta la extensión de los cables entre anillos adyacentes. La invención se refiere a la idea de prever una instalación de energía eólica con una torre y una góndola. En la góndola está prevista una unidad de transporte. En la zona de transición entre la góndola y la torre, la unidad de transporte presenta una pluralidad de anillos, en los que se fijan los cables o cables de potencia. Los anillos tienen un diámetro mínimo, de modo que una cesta de transporte de la unidad de transporte se puede transportar a través de los anillos. El anillo inferior está fijado a través de al menos un carril de guiado de forma solidaria en rotación en la pared de torre. El anillo inferior sólo puede efectuar por consiguiente un movimiento vertical hacia arriba o hacia abajo, no obstante, no un movimiento de giro.
Otras configuraciones de la invención son objeto de las reivindicaciones dependientes.
Ventajas y ejemplos de realización de la invención se explican más en detalle a continuación en referencia al dibujo. La fig. 1 muestra una representación esquemática de una instalación de energía eólica según la invención.
la fig. 2 muestra una vista en sección esquemática de una parte de una instalación de energía eólica según un primer ejemplo de realización,
la fig. 3 muestra una vista en sección esquemática de la instalación de energía eólica según el primer ejemplo de realización,
la fig. 4 muestra una vista en sección esquemática de un anillo inferior de una guía para cables según un segundo ejemplo de realización,
la fig. 5 muestra una representación esquemática de una guía para el anillo inferior de la fig. 4,
la fig. 6 muestra una vista en sección esquemática de una parte de una instalación de energía eólica según un tercer ejemplo de realización, y
las fig. 7-9 muestran respectivamente una vista en sección esquemática de una parte de una instalación de energía eólica según un quinto ejemplo de realización.
La fig. 1 muestra una representación esquemática de una instalación de energía eólica según la invención. La instalación de energía eólica 100 presenta una torre 102 y una góndola 104 sobre la torre 102. En la góndola 104 está previsto un rotor aerodinámico 106 con tres palas de rotor 108 y un buje 110. El rotor aerodinámico 106 se hace girar durante el funcionamiento de la instalación de energía eólica por el viento y por consiguiente también gira un rotor de un generador, que está acoplado de forma directa o indirecta con el rotor aerodinámico 106. El generador eléctrico está dispuesto en la góndola 104 y genera energía eléctrica. La energía eléctrica generada por el generador eléctrico se puede transmitir mediante los cables de potencia desde la góndola a la zona inferior de la torre, donde la energía eléctrica, que está presente por ejemplo en forma de una tensión continua, se puede transformar por ejemplo en una tensión alterna. El ángulo de paso de las palas de rotor 108 se pueden modificar mediante los motores de paso en las raíces de pala de rotor de las palas de rotor 108 correspondientes. La orientación de la góndola 104 se puede regular para el seguimiento del viento. Los cables de potencia están tendidos desde la góndola 104 al pie de torre para la transmisión de la energía generada por el generador.
La fig. 2 muestra una vista en sección esquemática de una parte de una instalación de energía eólica según un primer ejemplo de realización. En la fig. 2 está representada de forma esquemática la transición entre una torre 102 y una góndola 104. La góndola 104 se sitúa sobre la torre 102 y se puede girar mediante un cojinete de acimut 600, a fin de girarse en su posición de acimut. Esto se realiza para el seguimiento del viento, para que el rotor aerodinámico se sitúe de forma óptima respecto al viento predominante. Desde la góndola 104, una pluralidad de cables de potencia 200 se guía en la torre 102 hacia abajo al pie de torre, a los armarios de potencia allí previstos. En la góndola 102 está prevista una unidad de transporte 500. Sirve para transportar las cargas 400 dentro de la torre 102 hacia arriba o hacia abajo. En la zona entre la góndola y la torre 102 está prevista una unidad de guiado de cables 300 como parte de la unidad de transporte 500. La unidad de guiado de cables 300 presenta una pluralidad de anillos 310, 320, 340, 350. A lo largo de la circunferencia de los anillos 310-350 está dispuesta una pluralidad de cables de potencia 200. El anillo inferior 350 presenta una guía solidaria en rotación 360. El anillo inferior 350 está sujeto en la guía a través de guías anulares 370.
Dado que los cables de potencia 200 están fijados en la circunferencia de los anillos 310-350, la zona interior entre los anillos está libre y se puede usar por la unidad de transporte 500 para el transporte de las cargas 400 hacia arriba o hacia abajo.
Según la invención la unidad de transporte 500 puede presentar un soporte 520, una unidad de tracción 530 y una cadena 510, mediante la que se puede transportar, por ejemplo, una carga 400 en el interior de los anillos hacia arriba o hacia abajo.
Con la configuración según la invención de la fijación de fijación de cables se puede conseguir que las cargas ya no se transporten hacia arriba o hacia abajo fuera en la torre, sino que se puedan transportar dentro de la torre.
Según la invención el anillo superior 310 está fijado en la góndola. El anillo inferior 350 se guía esencialmente de forma solidaria en rotación en una guía 360 mediante una guía anular 370. Esta guía 360 se extiende a lo largo del eje longitudinal de la torre 102, es decir, verticalmente. Los anillos entre el anillo superior 310 y el anillo inferior 350 no están montados de forma solidaria en rotación, de modo que se pueden girar correspondientemente durante un giro del anillo superior 310 y por consiguiente durante el giro de los cables de potencia. En este caso el giro del anillo superior 310 se transmite a través de los cables de potencia 200 sobre los anillos 320-340 situados por debajo. La carga 400 se puede guiar mediante un cable de guiado 380 a lo largo del eje longitudinal de la torre.
Mediante la guía solidaria en rotación del anillo inferior 350, el anillo inferior no realiza ningún giro, sino sólo un movimiento de elevación translatorio en la dirección del eje longitudinal de la torre, cuando se produce un retorcimiento de los cables de potencia 200.
Cuando se produce un giro de la góndola debido al seguimiento del viento, el anillo superior 310 se gira con la góndola 104 y los cables 200 entre el anillo superior 310 y el anillo inferior 350 discurren de forma helicoidal alrededor del espacio preferentemente cilíndrico dejado libre por los anillos 310-350. Debido al desarrollo crecientemente helicoidal de los cables 200 entre el cable superior 310 y el anillo inferior 350, los anillos se mueven desde el anillo superior hacia arriba, de modo que los anillos efectúan una elevación. En este caso se indica que el anillo inferior 350 efectúa la mayor elevación.
La unidad de guiado de cables 300 según la invención es ventajosa, dado que durante un giro de la góndola sólo se doblan los cables de potencia 200, no obstante, no se torsionan adicionalmente.
Dado que según la invención los cables de potencia 200 están dispuestos a lo largo de la circunferencia de los anillos 310-350, se produce una ventilación mejorada de los cables y por consiguiente una refrigeración mejorada de los cables. Según la invención se puede conseguir una guía para cables con un doblamiento muy uniforme.
La unidad de transporte 500 se usa para transportar una carga 400 a la góndola 104 o hacia abajo, donde la carga 400 se transporta hacia arriba dentro de los anillos 310-350 de la unidad de guiado de cables 300. Por consiguiente, los diámetros de los anillos 310-350 se deben seleccionar correspondientemente, para que las cargas a transportar se puedan transportar correspondientemente hacia arriba.
Según la invención se prevé una unidad de transporte o elevación dentro de la góndola y de la torre. El dispositivo de elevación o dispositivo de transporte presenta un soporte 520 en la zona de la góndola, una tracción de cadena 530, así como una cadena o cable 510, mediante el que se puede transportar una carga 400 hacia arriba a la góndola. La unidad de transporte presenta además una unidad de guiado de cables 300 con una pluralidad de anillos. En los anillos se fijan los cables de potencia 200, de manera que se deja libre la zona p. ej. cilíndrica dentro de los anillos 310-350. Esta zona se puede usar entonces para transportar las cargas 400 a través de la torre 102 a la góndola.
Según la invención, la carga 400 puede presentar un diámetro de p. ej. hasta 400 mm.
En el dimensionado del diámetro de los anillos 310-350 se debe tener en cuenta no sólo el diámetro exterior de la carga 400 a transportar, sino que también el desarrollo de los cables de potencia 200 entre dos anillos adyacentes. Se debe partir de que un cable entre dos anillos adyacentes adopta el camino más corto entre los puntos de suspensión en los dos anillos. Esto puede conducir a que se reduzca el recorrido de transporte o volumen de transporte o diámetro de transporte que queda libre de forma efectiva dentro de los anillos.
La fig. 3 muestra una vista en sección esquemática de una parte de una instalación de energía eólica según un segundo ejemplo de realización. En la fig. 3 se muestra en detalle la unidad de guiado de cables 300. La unidad de guiado de cables 300 según el segundo ejemplo de realización se puede basar en la unidad de guiado de cables según el primer ejemplo de realización. La unidad de guiado de cables 300 sirve para el guiado de los cables de potencia 200 desde la góndola 104 a la torre 102. Mediante la unidad de guiado de cables 300 se debe absorber un posible movimiento giratorio de la góndola. Para ello la unidad de guiado de cables 300 presenta una pluralidad de anillos 310-350. El anillo superior 310 está conectado preferentemente de forma fija con la góndola 104. El anillo inferior 350 se sujeta a través de una guía anular 370 en una guía 360, que se extiende a lo largo del eje longitudinal de la torre 102. Según el segundo ejemplo de realización están previstas dos guías 360. Alternativamente también pueden estar previstas varias guías. Por consiguiente, el anillo inferior 350 está montado de forma solidaria en rotación dentro de la guía 360. Los anillos 320-340 entre el anillo superior 310 y el anillo inferior 350 no están previstos de forma solidaria en rotación. Durante un giro de la góndola 104 se gira conjuntamente el anillo superior 320 y los anillos situados por debajo se giran conjunta mediante un giro conjunto de los cables 200. A este respecto, los cables discurren entonces de forma helicoidal. Cuanto mayor es el giro de la góndola 104 y por consiguiente el giro del anillo superior 310, tanto más alta se vuelve la elevación de los anillos 320-350. En este caso el anillo inferior efectúa la mayor elevación.
La fig. 4 muestra una vista en sección esquemática de un anillo inferior 350 de una unidad de guiado de cables según el primer o segundo ejemplo de realización. El anillo inferior 350 presenta tres guías anulares 370, de modo que el anillo inferior 350 se puede guiar a lo largo de tres guías 360. Según la invención deberían estar previstas al menos dos guías 360, así como dos guías anulares 370 en el anillo inferior 350.
La fig.5 muestra una representación esquemática de una guía anular de un anillo inferior 350 de una unidad de guiado de cables según el primer o segundo ejemplo de realización. La guía anular 370 presenta dos rodillos de guiado 371, 372. La unidad de guiado anular 370 se puede fijar a través de las chapas 373, 374 p. ej. en la torre 102. Entre los rodillos de guiado 371, 372 pueden estar previstas las chapas espaciadoras 375. En el lado interior de la superficie espaciadora 365 entre los dos rodillos de guiado 371, 372 pueden estar previstos opcionalmente elementos deslizantes de plástico 376.
Según la invención se puede realizar una conexión entre los cables 200 y los anillos 310-350 p. ej. a través de bridas para cables.
Según la invención los cables pueden disponer de un elemento tiracables, a fin de suspenderse en la góndola. La fig. 6 muestra una vista en sección esquemática de una parte de una instalación de energía eólica según un tercer ejemplo de realización. En la fig. 6 se muestra en particular la unidad de transporte 500 con la unidad de guiado de cables 300. La unidad de transporte presenta p. ej. un soporte 520 con una tracción de cadena 530 y una cadena o un cable 510. El cable 510 discurre dentro de los anillos 310-350 de la unidad de guiado de cables. La unidad de guiado de cables es por consiguiente parte de la unidad de transporte o está adaptada a la unidad de transporte. Esto se expresa en particular mediante el diámetro interior de los anillos 310, así como la colocación de los cables 200 en la circunferencia de los anillos 310. Por consiguiente, se puede garantizar que la zona p. ej. cilíndrica en el interior de los anillos queda libre para el transporte. La configuración de la unidad de guiado de cables con los anillos 320-350 así como la guía anular 370 y guía 360 del anillo inferior 350 se corresponde a este respecto esencialmente con la configuración de la unidad de guiado de cables 300 según el primer y segundo ejemplo de realización.
En las fig. 7-9 se muestra respectivamente una vista en sección esquemática de una torre de una instalación de energía eólica según la invención. En la torre 102 está representada la unidad de guiado de cables 300. En la fig. 7 la unidad de guiado de cables 300 se muestra con el anillo superior 310 y el anillo inferior 350 en un estado de máximo retorcido. En este caso está presente la elevación máxima del anillo inferior 350.
En la fig. 8 está representada la unidad de guiado de cables 300 con el anillo superior 310 y el anillo inferior 350 dentro de la torre 102. En la fig. 8 está representado en particular el estado en el que la unidad de guiado de cables con los cables 200 fijados en ella se sitúa en un estado parcialmente retorcido, es decir, la elevación del anillo inferior 350 es menor que la máxima.
En la fig. 9 se muestra la unidad de guiado de cables 300 dentro de la torre 102. En la fig. 9 se muestra la unidad de guiado de cables 300 con los cables 200 fijados en ella en un estado no retorcido.

Claims (3)

REIVINDICACIONES
1. Instalación de energía eólica, con
una torre (102) con un eje longitudinal,
una góndola (104), que está montada de forma giratoria sobre la torre (102),
una pluralidad de cables (200), que se extienden en la torre (102) desde la góndola (104) hacia abajo, y una unidad de transporte, que está fijada dentro de la góndola (104) y sirve para transportar las cargas (400) dentro de la torre (102) hacia la góndola (104) o hacia abajo,
donde la unidad de transporte presenta una unidad de guiado de cables (300) con una pluralidad de anillos (310-350), donde la pluralidad de cables (200) están fijados en la circunferencia de los anillos (310-350), de modo que se deja libre una zona en el interior de los anillos (310-350) para el transporte de las cargas (400),
donde la unidad de transporte está establecida para transportar las cargas (400) dentro de los anillos (310-350) hacia arriba o hacia abajo,
donde un anillo superior (310) de la pluralidad de anillos (310-350) está fijado en la góndola (104) y un anillo inferior (350) de la pluralidad de anillos (310-350) está fijado de forma solidaria en rotación en o sobre la torre (102), donde el anillo inferior (350) presenta una guía (360) solidaria en rotación a lo largo del eje longitudinal de la torre (102).
2. Instalación de energía eólica según la reivindicación 1, donde
la pluralidad de los cables (200) están dispuestos en la circunferencia exterior de los anillos (310-350).
3. Instalación de energía eólica según la reivindicación 1 o 2, donde
el anillo inferior (350) presenta al menos dos guías anulares (370), a fin de guiarse mediante las guías anulares (370) a lo largo de las guías (360), donde la guía (360) se extiende a lo largo del eje longitudinal de la torre (102).
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