ES2792026T3 - Métodos para el montaje o desmontaje de componentes de aerogenerador de un aerogenerador de rotor múltiple - Google Patents

Abstract

Un método de montaje o desmontaje de componentes de aerogenerador de unidades de generación de energía (105) en un aerogenerador de rotor múltiple (101), el aerogenerador de rotor múltiple (101) que comprende una torre (102) configurada para soportar una o más estructuras de soporte de carga (103, 302) extendiéndose cada una entre un primer extremo y un segundo extremo, en el que cada estructura de soporte de carga (103, 302) se dispone para soportar al menos dos unidades de generación de energía (105) dispuestas en o cerca del primer y segundo extremos de la estructura de soporte de carga (103, 320) y en lados opuestos de la torre (102) y en el que la estructura de soporte de carga (103, 302) se fija a la torre (102) a través de un mecanismo de guiñada (111) que permite a la estructura de soporte de carga (103, 302) orientase alrededor de la torre (102), comprendiendo el método: - colocar o retirar un primer componente de aerogenerador de una primera unidad de generación de energía (105) en o cerca del primer extremo de la estructura de soporte de carga (103, 302); - variar la orientación de la estructura de soporte de carga (103, 302) aproximadamente 180 grados; - colocar o retirar un segundo componente de aerogenerador de una segunda unidad de generación de energía (105) en o cerca del segundo extremo de la estructura de soporte de carga (103, 302) opuesto al primer extremo.

Description

DESCRIPCIÓN

Métodos para el montaje o desmontaje de componentes de aerogenerador de un aerogenerador de rotor múltiple

Campo de la invención

La presente invención se refiere a un método de montaje o desmontaje de componentes de aerogenerador de unidades de generación de energía en un aerogenerador de rotor múltiple. El aerogenerador de rotor múltiple comprende una torre configurada para soportar una o más estructuras de soporte de carga dispuestas para el soporte de al menos dos unidades de generación de energía situadas en los extremos de la estructura de soporte de carga y en lados opuestos de la torre.

Antecedentes de la invención

Los aerogeneradores normalmente comprenden una o más unidades de generación de energía, comprendiendo cada unidad una góndola, un rotor con un cierto número de palas de aerogenerador y otros componentes del aerogenerador tales como un generador, un mecanismo de engranajes, un tren de accionamiento, intercambiadores de calor, etc. El viento actúa sobre las palas del aerogenerador, haciendo de ese modo que gire el rotor. Los movimientos rotativos del rotor se transfieren a un generador, o bien a través de un mecanismo de engranajes, o bien directamente, en el caso en el que el aerogenerador sea del denominado tipo de accionamiento directo. En el generador, se genera energía eléctrica, que puede suministrarse a una red eléctrica.

Algunos aerogeneradores se proporcionan con dos o más unidades de generación de energía para incrementar la potencia total producida por el aerogenerador, sin tener que proveer el aerogenerador con un rotor muy grande y por lo tanto pesado. Dichos aerogeneradores se denominan a veces como "aerogeneradores de rotor múltiple".

En aerogeneradores de rotor múltiple las unidades de generación de energía están soportadas por una estructura de soporte de carga que se conecta, a su vez, a una estructura de la torre. De ese modo al menos algunas de las unidades de generación de energía no se montan directamente sobre la estructura de la torre y pueden tener un centro de gravedad que esté desplazado con respecto a un eje longitudinal definido por la estructura de la torre. En general, cuanto más grande sean los diámetros del rotor, más estarán desplazados los rotores con respecto al eje de la torre. Cuando el viento actúa sobre los rotores montados de esta forma, se crearán fuerzas de empuje, que a su vez provocarán que se introduzcan cargas en la estructura de soporte de carga y posiblemente en los puntos de conexión entre la estructura de soporte de carga y la estructura de la torre.

Para asegurar la estabilidad de un aerogenerador de rotor múltiple, las unidades de generación de energía se disponen simétricamente alrededor del eje de la torre, dado que el peso de las unidades impondría en caso contrario muy grandes e indeseables momentos de flexión en la torre.

De la misma manera, dicho desequilibrio provocaría cargas muy grandes e indeseables en el mecanismo de guiñada para el giro de los rotores hacia el viento.

Cuando se construye un aerogenerador, es normalmente necesario usar equipos de grúa externos para la construcción de la torre y la elevación de una o más góndolas, bujes, palas de aerogenerador, etc. a su posición en la torre. Cuando el tamaño de los aerogeneradores se incrementa, también se incrementa el tamaño de la grúa necesaria para realizar dichas operaciones. Para aerogeneradores de rotor múltiple, el número de operaciones de elevación se multiplica en general correspondientemente con el número de rotores. Adicionalmente, dado que los rotores se posicionan normalmente en ambos lados del eje de la torre, las góndolas y rotores son elevados desde diferentes posiciones en tierra necesitando dos grúas o el movimiento de la grúa alrededor. Esto hace inevitablemente al proceso de construcción más complicado y necesitado de tiempo, incrementando el coste en correspondencia. Surgen los mismos problemas cuando el rotor múltiple necesita mantenimiento y reparación o actualización o renovación en alguno de los componentes del aerogenerador de las unidades de generación de energía.

Puede ser muy difícil y caro alquilar esta clase de equipos de grúa y transferirlos a y desde el lugar de operación del aerogenerador. En algunos casos, los costes del alquiler del equipo de grúa pueden incluso superar los costes de producción del aerogenerador. Es por lo tanto muy deseable reducir la necesidad de equipos de grúa para la construcción y desmantelamiento de aerogeneradores.

El documento GB 2.443.886 de la técnica anterior divulga una disposición de aerogenerador que comprende una torre y al menos dos brazos que se proyectan hacia el exterior desde la misma. Se fija un aerogenerador a un extremo de cada brazo, con medios que se proporcionan para descender selectivamente cada turbina hacia la base de la torre para permitir un fácil mantenimiento. Los brazos pueden ser rígidos entre sí y pivotar con la torre de modo que cada turbina pueda descenderse por turnos. Alternativamente los brazos pueden ser independientes entre sí y tales que ambos puedan descenderse al mismo tiempo. Las turbinas también pueden descenderse mientras los brazos permanecen en una posición sustancialmente horizontal.

El documento DE 102012020052 divulga una turbina que tiene una torre que se fija a una parte de apoyo interno y a un anillo exterior. El anillo exterior se proporciona en lados opuestos de los brazos de extensión que se articulan en la parte del extremo de la góndola que se fija con el rotor. Se realizan ajustes de altura de los rotores mediante el pivote vertical de los brazos de extensión.

El documento CN 101 446 270 divulga un sistema de generador eólico que comprende una torre, un conjunto generador que se dispone sobre la torre, un árbol de transmisión que se conecta con el conjunto generador y ruedas eólicas multietapa que se disponen de modo móvil y separadas a lo largo de la dirección axial del árbol de transmisión. Las ruedas eólicas multietapa con pequeñas palas se disponen sobre el mismo árbol para sustituir una única rueda eólica con palas enormes, superando así diversas desventajas que son provocadas por las enormes palas del generador eólico enorme existente, mejorando la eficiencia de utilización de la energía eólica y la universalidad y eficiencia económica de la aplicación de la generación de energía eléctrica eólica.

Descripción de la invención

Es un objeto de realizaciones de la invención proporcionar un método para la construcción o el desmantelamiento al menos parcial de un aerogenerador de rotor múltiple de una forma sin embargo efectiva en coste.

De acuerdo con un primer aspecto, la invención proporciona un método de acuerdo con la reivindicación 1.

El método de acuerdo con el primer aspecto de la invención es para el montaje o desmontaje de componentes de aerogenerador de unidades de generación de energía en un aerogenerador de rotor múltiple. Es decir, por ejemplo, el montaje de un componente durante la construcción del aerogenerador o desmontaje o sustitución de un componente durante la reparación o mantenimiento. El montaje o desmontaje incluye la colocación o separación (es decir retirar completamente o en parte) los componentes del aerogenerador.

En el contexto presente la expresión "aerogenerador de rotor múltiple" debería interpretarse para indicar un aerogenerador que comprende dos o más rotores o unidades de generación de energía montadas sobre una estructura de torre. La estructura de soporte de carga se dispone para el soporte de dos o más unidades de generación y para estar conectada a una torre del aerogenerador de rotor múltiple. Por consiguiente, la estructura de soporte de carga forma una conexión entre las dos o más unidades de generación de energía y la estructura de la torre y es capaz de manejar las cargas implicadas cuando soporta las unidades de generación de energía.

Las unidades de generación de energía se disponen en o cerca de los extremos de la estructura de soporte de carga y en lados opuestos de la torre para equilibrar las fuerzas y cargas con respecto a la estructura de la torre. Las unidades de generación de energía pueden, por ejemplo, disponerse en los extremos de la disposición de soporte de carga, disponiéndose los extremos más alejados de la estructura de la torre.

La estructura de soporte de carga se fija a la torre a través de un mecanismo de guiñada mediante el que se permite que la estructura de soporte de carga realice movimientos de guiñada con respecto a la estructura de la torre, permitiendo de ese modo que los rotores de las unidades de generación de energía se dirijan hacia el viento incidente.

En el presente contexto la expresión "unidad de generación de energía" debería interpretarse para indicar una parte del aerogenerador que transforma realmente la energía del viento en energía eléctrica. Cada unidad de generación de energía comprende por ello típicamente un rotor, que soporta un conjunto de palas de aerogenerador y un generador. La unidad de generación de energía puede comprender adicionalmente un mecanismo de engranajes que interconecta el rotor y el generador y un tren de accionamiento. El generador y posiblemente el mecanismo de engranajes, pueden disponerse dentro de la góndola.

El componente de aerogenerador de una unidad de generación de energía puede ser cualquier parte de la unidad o toda la unidad de generación de energía. El componente de aerogenerador puede ser por ejemplo la góndola con o sin partes de, o todo, el rotor, una pala del aerogenerador, un generador, un tren de accionamiento, un mecanismo de engranajes, intercambiadores de calor, etc.

En el contexto presente el término "torre" o "estructura de torre" debería interpretarse para indicar una estructura sustancialmente vertical, dispuesta para soportar las unidades de generación de energía del aerogenerador de rotor múltiple, al menos parcialmente a través de una o más estructuras de soporte de carga. No se descarta que se monten una o más unidades de generación de energía directamente sobre la estructura de la torre. La torre puede comprender un cierto número de segmentos de torre, que se ensamblan para formar la estructura de la torre. Los elementos de torre pueden ensamblarse de una forma reversible, por ejemplo usando tornillos o pernos o de forma irreversible, tal como por medio de soldadura o similares. Como alternativa, la estructura de la torre puede fabricarse de hormigón y puede reforzarse por medio de, por ejemplo, fibras en el material de hormigón o mediante cables, por ejemplo dispuestos dentro de la estructura de la torre.

No se descarta que una estructura de torre simple pueda tener dos o más estructuras de soporte de carga de la clase descrita anteriormente montadas sobre la misma. En este caso las estructuras de soporte de carga pueden disponerse ventajosamente una encima de la otra a lo largo de la longitud de la estructura de la torre.

De acuerdo con el primer aspecto de la invención el método comprende posicionar o separar un primer componente de aerogenerador de una primera unidad de generación de energía en o cerca del primer extremo de la estructura de soporte de carga. Posteriormente la estructura de soporte de carga es orientada aproximadamente 180 grados y a continuación un segundo componente de aerogenerador de una segunda unidad de generación de energía se coloca o separa en o cerca del segundo extremo de la estructura de soporte de carga opuesta al primer extremo.

La orientación de la estructura de soporte de carga aproximadamente en 180 grados hace que el segundo extremo de la estructura de soporte de carga se gire aproximadamente a la posición del primer extremo antes de la orientación.

Debido a esta operación de guiñada entre medias de la colocación o separación de los componentes de aerogenerador, las operaciones de elevación, izado o descenso se realizan en el mismo lugar a pesar de que los aerogeneradores se sitúen o separen desde lados opuestos de la torre del aerogenerador y se disponen a distancias relativamente separadas. En algunos aerogeneradores de rotor múltiple modernos las unidades de generación de energía pueden colocarse separadas del orden de 50-120 metros. En el método de acuerdo con la invención, las unidades de generación de energía y componentes de la misma pueden montarse o desmontarse solamente mediante el uso de una única barcaza, grúa o mecanismo de izado y sin tener que mover la barcaza, grúa o mecanismo de izado alrededor del sitio entre medias de las operaciones de montaje o desmontaje. De ese modo se reducen considerablemente los costes y el consumo de tiempo.

Adicionalmente, el método de acuerdo con la invención proporciona ventajosamente componentes de aerogenerador del aerogenerador de rotor múltiple a ser montados o desmontados alternativamente sobre uno y el otro lado de la torre. De ese modo el desequilibrio del aerogenerador de rotor múltiple se reduce en comparación con la situación en la que se montan o desmontan más componentes de aerogenerador desde el mismo lado de la torre antes que del otro lado. La orientación entre medias de las operaciones de montaje o desmontaje permite así un posicionamiento o separación más fácil de las unidades de generación de energía en múltiples etapas (tal como primero una góndola, a continuación un buje, posteriormente una pala cada vez, el generador, etc.), implicando cada etapa el montaje de un componente eólico de peso inferior al de toda la unidad de generación de energía. Esto ayuda a la reducción del desequilibrio de la estructura del aerogenerador provocado por un componente más instalándose sobre un lado de la torre más que en el otro lado.

El método de acuerdo con la invención puede aplicarse en aerogeneradores terrestres así como sobre aerogeneradores marítimos.

En una realización, el método comprende la construcción del aerogenerador de rotor múltiple y comprende la construcción de la torre y de la estructura de soporte de carga previamente a la colocación del primer componente de aerogenerador. El aerogenerador de rotor múltiple es especialmente proclive a quedar desequilibrado cuando se construye o desmonta cuando pueden colocarse más unidades de generación de energía o parte de las unidades de generación de energía en un lado de la torre más que en el otro lado durante algún tiempo. Dicho desequilibrio y las cargas indeseadas provocadas por ello se evitan o al menos reducen mediante el método propuesto de acuerdo con la invención en el que los componentes de aerogenerador se colocan alternativamente sobre el primero y sobre el segundo extremo de la estructura de soporte de carga y de ese modo alternativamente sobre cada lado de la torre.

La etapa de construcción de la torre puede comprender el montaje del primer segmento de torre sobre la estructura de cimentación y posteriormente el montaje de uno o más segmentos de torre adicionales sobre el primer segmento de torre y la etapa de colocar posteriormente la estructura de soporte de carga sobre la torre. Puede montarse un segmento de torre adicional en la parte superior de los primeros segmentos de torre para elevar por encima la estructura de soporte de carga que puede disponerse tanto antes como después de la colocación de la estructura de soporte de carga.

En una realización de la invención, el montaje o desmontaje de los componentes de aerogenerador es parte del mantenimiento del aerogenerador de rotor múltiple. Las ventajas del mismo son las mismas que durante la construcción del aerogenerador de rotor múltiple que se ha descrito anteriormente.

El aerogenerador de rotor múltiple puede comprender una segunda estructura de soporte de carga colocada a una altura sobre la torre diferente de la primera estructura de soporte de carga.

En general, la torre puede definir un eje longitudinal y las una o más estructuras de soporte de carga pueden extenderse desde la estructura de la torre a lo largo de una dirección sustancialmente perpendicular al eje longitudinal definido por la estructura de la torre, es decir la estructura de soporte de carga se extiende separándose de la estructura de la torre a lo largo de una dirección sustancialmente horizontal.

Alternativamente, la estructura de soporte de carga puede estar en ángulo o curvada es decir extenderse separándose de la torre a lo largo de direcciones que no sean horizontales. Por ejemplo, la estructura de soporte de carga puede extenderse separándose de la torre en direcciones inclinadas hacia arriba o en direcciones inclinadas hacia abajo.

De acuerdo con una realización de la invención, la segunda estructura de soporte de carga se colocar en una posición más baja sobre la torre que la primera estructura de soporte de carga y el método comprende en primer lugar orientar las segundas estructuras de soporte de carga más bajas a una posición rotacional diferente de la primera estructura de soporte de carga más alta antes de la colocación o separación del componente de aerogenerador en o cerca del extremo de la primera estructura de soporte de carga. De ese modo se asegura que la estructura de soporte de carga más baja se oriente al menos parcialmente separada de la forma en la que se sujeta la estructura de soporte de carga más alta y la colocación o separación del componente del aerogenerador en o cerca del extremo de la estructura de soporte de carga más alta.

De acuerdo con una realización de la invención, el montaje es parte de la construcción del aerogenerador de rotor múltiple y el primer y segundo componentes de aerogenerador son las góndolas, el método además comprende posteriormente a haber montado la primera y segunda góndolas:

- fijar al menos una parte de un rotor sobre una de la primera o segunda góndolas;

- variar la orientación de la estructura de soporte de carga aproximadamente 180 grados; y

- fijar al menos una parte de un segundo rotor en la otra de la primera o segunda góndolas.

Preferentemente, el rotor sobre la segunda góndola se fija primero antes que el rotor sobre la primera góndola, dado que el montaje de la segunda góndola puede seguirse a continuación por el izado y fijación del rotor a la segunda góndola sin ninguna orientación entre medias.

Mediante el montaje primero de las góndolas y posteriormente a continuación los rotores, el desequilibrio de la estructura del aerogenerador en el intervalo de tiempo desde que se sitúa el primer componente de aerogenerador y hasta que se sitúa el segundo componente de aerogenerador correspondiente en el lado opuesto, puede reducirse considerablemente en comparación con la situación de montaje de cada góndola conjuntamente con su rotor.

Una realización adicional de la invención de acuerdo con lo anterior comprende además:

- colocar una segunda estructura de soporte de carga a una altura diferente de la primera estructura de soporte de carga;

- variar la orientación de la primera estructura de soporte de carga a una posición rotacional diferente aquella de la segunda estructura de soporte de carga;

- colocar un tercer componente de aerogenerador en o cerca de un primer extremo de la segunda estructura de soporte de carga;

- variar la orientación de la segunda estructura de soporte de carga aproximadamente 180 grados; y

- colocar un cuarto componente de aerogenerador en o cerca de un segundo extremo de la estructura de soporte de carga opuesto al primer extremo.

De ese modo los componentes de aerogenerador en una estructura de soporte de carga adicional pueden montarse y colocarse de la misma forma con necesidad de una barcaza, grúa u otro equipo de izado solo en una posición y sin necesidad de una barcaza, grúa o mecanismo de izado para el montaje de los componentes de aerogenerador en el otro lado opuesto de la torre.

En otra realización de la invención, la colocación de los componentes de aerogenerador incluye el izado del componente de aerogenerador en una posición y la fijación del componente de aerogenerador a la estructura de soporte de carga. El izado puede realizarse por medio de una grúa y/o por medio de un cable fijado a la estructura de soporte de carga. El izado puede realizarse de cualquier forma convencional y puede, como un ejemplo, incluir un mecanismo de izado dispuesto en o montado sobre el aerogenerador, temporal o permanentemente.

La etapa de fijación del componente de aerogenerador a la estructura de soporte de carga puede comprender por ejemplo fijar una góndola de las unidades de generación de energía a la estructura de soporte de carga, fijar un rotor a una góndola ya montada sobre la estructura de soporte de carga, montar y fijar una pala de rotor al buje y/o montar algún componente como por ejemplo el generador o un mecanismo de engranajes, etc. en una góndola o sobre el buje, etc.

En una realización adicional, el método comprende además sujetar la estructura de soporte de carga contra los movimientos de inclinación arriba y abajo antes de colocar o retirar el componente del aerogenerador. En este caso, la estructura de soporte de carga se asegura primero contra los movimientos de inclinación arriba y abajo y a continuación, se coloca o separa el componente del aerogenerador.

Mediante la sujeción de la estructura de soporte de carga cuando se coloca o separa el componente de aerogenerador se consigue ventajosamente que se reduzca o impida el desequilibrio creado por la colocación o separación del componente de aerogenerador desde un lado de la torre. De ese modo las cargas especialmente sobre la torre y el mecanismo de guiñada provocadas por dicho desequilibrio se reducen o impiden en correspondencia. De ese modo los requisitos de rigidez de la torre, resistencia y resistencia al momento de flexión pueden reducirse considerablemente.

Una unidad de generación de energía de un aerogenerador moderno puede tener un peso de una magnitud de varias toneladas (tal como del orden de 30-150 toneladas para una góndola con un rotor) y colocarse a una distancia del orden de 20-70 metros desde la torre. Mediante el método de montaje o desmontaje de un componente de aerogenerador de acuerdo con la invención se evitan considerablemente momentos de flexión y cargas en la torre y en el mecanismo de guiñada.

De ese modo pueden reducirse las dimensiones de la torre, lo que reduce principalmente los costes de material pero también los costes de fabricación y transporte de la torre. De la misma manera, el mecanismo de guiñada puede fabricarse para soportar menos cargas extremas y de ese modo a costes reducidos.

La sujeción de la estructura de soporte de carga puede realizarse previamente a, o al menos simultáneamente con, la colocación o separación del componente del aerogenerador. La sujeción comprende el impedimento o al menos la reducción o restricción en parte de los movimientos de inclinación arriba y abajo de la estructura de soporte de carga. Por movimientos de inclinación arriba y abajo se entienden en este documento movimientos de la estructura de soporte de carga a partir del movimiento del extremo de la estructura de soporte de carga en al menos un plano vertical. Si no se impiden o restringen, dichos movimientos surgen del desequilibrio provocado por la colocación o separación del componente de aerogenerador en el que se añade o elimina el peso del componente de aerogenerador desde un extremo de la estructura de soporte de carga y de ese modo desde un extremo de la torre.

La sujeción de la estructura de soporte de carga puede mantenerse completamente o en parte mientras se coloca la disposición del componente. Adicionalmente, la sujeción puede mantenerse o respetarse después de que se haya realizado la colocación o retirada del componente por ejemplo hasta que pueda restablecerse parcial o completamente el equilibrio. La sujeción puede mantenerse o respetarse por ejemplo hasta que el componente de aerogenerador es sustituido o hasta que otro componente de aerogenerador de comparable peso se coloca o retira en el lado opuesto de la torre del aerogenerador.

La forma en la que se sujeta la estructura de soporte de carga puede mantenerse constante o puede cambiarse durante la colocación o retirada del componente de aerogenerador. Por ejemplo puede cambiarse o ajustarse el peso de un contrapeso, tal como incrementarse o disminuirse gradualmente para evitar cualquier cambio brusco y/o incrementarse o disminuirse en etapas correspondientes a un componente de aerogenerador que se coloca o dispone en etapas.

La sujeción contra movimientos de inclinación arriba y abajo puede realizarse en diferentes formas tal como se explica con más detalle en lo que sigue.

De acuerdo con una realización, la sujeción de la estructura de soporte de carga comprende la fijación de un contrapeso cerca de un extremo de la estructura de soporte de carga. El contrapeso se fija en o cerca del segundo extremo si se coloca el componente de aerogenerador en el primer extremo y se fija en o cerca del primer extremo si se retira el componente de aerogenerador en o cerca del primer extremo. De ese modo el peso del componente de aerogenerador se equilibra completamente o en parte por el contrapeso, contrarrestando de ese modo el peso y el momento de carga por el componente de aerogenerador añadido o retirado. El desequilibrio puede reducirse o evitarse completamente de ese modo mediante un simple, pero efectivo y barato medio. Además, el contrapeso puede establecerse incluso con espacio disponible limitado debido a, por ejemplo, vegetación, terreno irregular, etc. El peso del contrapeso puede elegirse para estar en un intervalo del 25-125 % del peso del componente de aerogenerador, tal como en el intervalo de 40-100 %, tal como en el intervalo de 50-75 %. De ese modo, se consigue una considerable reducción del desequilibrio provocado en caso contrario por la colocación o retirada del componente de aerogenerador sin necesidad de conocer o establecer el mismo peso preciso. Además, mediante el uso de un contrapeso con un peso más pequeño que el componente de aerogenerador se obtiene que la fijación del contrapeso en sí mismo no crea un desequilibrio indeseable del aerogenerador de rotor múltiple.

El contrapeso es relativamente simple y rápido de fijar y puede retirarse simplemente en correspondencia de nuevo cuando ya no se necesita. El contrapeso puede mantenerse fijado a la estructura de soporte de carga durante el movimiento de guiñada. De ese modo, el contrapeso puede actuar para equilibrar el aerogenerador de rotor múltiple hasta que se restablece el equilibrio mediante la colocación o retirada del segundo componente de aerogenerador.

El contrapeso puede fijarse a la estructura de soporte de carga por ejemplo por medio de cables o cuerdas. El contrapeso puede colocarse a una altura justamente por encima o cerca del terreno colgando desde la estructura de soporte de carga. De ese modo el contrapeso solo necesita ser elevado una pequeña cantidad. Alternativamente, el contrapeso puede colocarse a una altura justamente por debajo o relativamente próximo a la estructura de soporte de carga. De ese modo cualesquiera oscilaciones potenciales del contrapeso colgante se mantienen en un mínimo.

En una realización, el contrapeso comprende una masa ajustable. Esto permite el cambio o ajuste de la masa para mejorar el equilibrado del aerogenerador de rotor múltiple y para adaptar mejor el peso del contrapeso al peso del componente del aerogenerador.

En una realización, la fijación del contrapeso comprende bombear un líquido a un tanque de lastre fijado cerca del extremo de la estructura de soporte de carga. De ese modo el peso del contrapeso puede ajustarse continua o discontinuamente tanto hacia arriba como hacia abajo según se desee. Esto proporciona además un método para ajustar de modo relativamente simple el peso del contrapeso independientemente de la altura a la que se coloque el contrapeso y por un medio simple. El líquido, tal como agua, puede bombearse por ejemplo hacia arriba al interior o bombearse fuera del tanque de lastre desde un camión cisterna.

De acuerdo con una realización adicional de la invención, la sujeción de la estructura de soporte de carga comprende la fijación de un globo cerca de un extremo de la estructura de soporte de carga. El globo se fija en el mismo extremo que el componente de aerogenerador si se coloca el componente de aerogenerador y se fija en el extremo opuesto si se retira el componente de aerogenerador. El globo se fija así al mismo extremo de la estructura de soporte de carga que el componente de aerogenerador cuando el componente se sitúa contrarrestando de ese modo al menos en parte o completamente el peso del mismo. El globo puede fijarse directamente por encima del componente de aerogenerador o a una distancia diferente de la torre. El globo puede incluir un gas tal como helio o propano. El uso de un globo conduce a las mismas ventajas que el uso de un contrapeso tal como se ha descrito anteriormente y a, por ejemplo, la posibilidad de ajustar la fuerza de elevación.

De acuerdo con una realización adicional de la invención, la sujeción de la estructura de soporte de carga comprende la fijación de una barra de compresión entre un extremo de la estructura de soporte de carga y una parte baja de la torre. La barra de compresión se fija de modo que absorba las fuerzas de compresión. La barra de compresión actúa de ese modo para soportar de modo efectivo al menos una parte del peso del componente de aerogenerador. La barra de compresión podría, por ejemplo, estar en la forma de un tubo, una varilla, una viga, tal como una viga en I, etc.

La barra de compresión puede fijarse mediante pernos o similares medios de fijación y puede por ello ser fácilmente retirada de nuevo cuando ya no se necesita. La barra de compresión puede fijarse a, y reposar contra, la torre a través de un anillo colocado alrededor o fijado a la torre.

Breve descripción de los dibujos

Se describirá ahora la invención con detalle adicional con referencia a los dibujos adjuntos en los que

la Fig. 1 es una vista frontal de un aerogenerador de rotor múltiple que comprende dos estructuras de soporte de carga de acuerdo con una realización de la invención,

la Fig. 2 es una vista lateral del aerogenerador de rotor múltiple de la Fig. 1,

las Figs. 3A-L y 4A-D ilustran un método para la construcción de un aerogenerador de rotor múltiple incluyendo el montaje de componentes de aerogenerador de acuerdo con una realización de la invención y

las Figs. 5 y 6 ilustran diferentes métodos de sujeción de la estructura de soporte de carga contra movimientos de oscilación arriba y abajo de acuerdo con realizaciones de la invención.

Descripción detallada de los dibujos

La Fig. 1 es una vista frontal de un aerogenerador 101 de rotor múltiple que comprende una estructura de torre 102 que soporta dos estructuras de soporte de carga 103 de acuerdo con una realización de la invención. Las estructuras de soporte de carga 103 se disponen, una sobre la otra, a lo largo de una longitud de la estructura de torre 102.

Extendiéndose cada estructura de soporte de carga 103 entre un primer extremo y un segundo extremo en lados opuestos de la estructura de torre 102, tal como se ve desde el ángulo de visión de la Fig. 1. Cada estructura de soporte de carga 103 soporta al menos dos unidades de generación de energía 105, comprendiendo cada unidad de generación de energía 105 una góndola 106 y un rotor 107 que soporta tres palas de aerogenerador 108.

Las estructuras de soporte de carga 103 se fijan a la estructura de torre 102 a través de un mecanismo de guiñada 111, permitiendo que toda la estructura de soporte de carga 103 realice movimientos de guiñada con respecto a la estructura de torre 102 para dirigir el rotor 107 hacia el viento incidente.

Cuando es funcional el aerogenerador de rotor múltiple 101, las unidades de generación de energía 105 se colocan simétricamente alrededor de la torre 102 de modo que el aerogenerador de rotor múltiple 101 esté equilibrado.

El método de acuerdo con la invención se refiere al montaje o desmontaje de un componente de aerogenerador de una unidad de generación de energía de forma que reduzca o evite desequilibrios del aerogenerador de rotor múltiple tal como podría provocar en caso contrario el montaje o desmontaje. El componente de aerogenerador puede ser una unidad de generación de energía o cualquier parte o partes de la misma tal como una góndola, un rotor, una pala del aerogenerador, un buje, un generador, un tren de accionamiento o un mecanismo de engranajes.

La Fig. 2 es una vista lateral del aerogenerador de rotor múltiple 101 de la Fig. 1. Puede verse en la Fig. 2 que las estructuras de soporte de carga 103 en esta realización se extienden desde una posición por detrás de la estructura de torre 102 a una posición en el frente de la estructura de torre 102, colocándose de ese modo los rotores 107 de las unidades de generación de energía 105 en la parte frontal de la estructura de torre 102 y mirando al viento incidente.

Las Figs. 3A-L ilustran un método para la construcción de un aerogenerador de rotor múltiple incluyendo el montaje de un componente de aerogenerador de acuerdo con una realización de la invención. En este caso la torre 102 comprende al menos dos segmentos de torre 301. El primer segmento de torre 301 se sitúa sobre la cimentación (fig.

3A) y la primera estructura de soporte de carga 103 se fija a la torre (fig. 3B). A continuación se monta un segmento de torre 301 adicional en la parte superior del primer segmento de torre (fig. 3C) que en esta realización se realiza de modo que la estructura de soporte de carga 103 pueda orientarse alrededor de la torre 102 sin que ninguna parte de la torre 102 sea orientada. En otras palabras, el mecanismo de guiñada 111 se dispone aquí para rodear la torre 102. La Fig. 3D ilustra la fijación de una segunda estructura de soporte de carga 302 a una altura mayor que la primera altura de soporte de carga. A continuación se dispone un componente de aerogenerador 300 que en este caso es una góndola 106 en o cerca de un primer extremo 310 de la estructura de soporte de carga 103 (fig. 3E) tal como se indica por la flecha 305.

A continuación se orienta la estructura de soporte de carga 103 aproximadamente 180 grados, tal como se ilustra por la flecha 344 (fig. 3F) y se dispone una góndola adicional 106 en o cerca del segundo extremo opuesto 320 de la estructura de soporte de carga 103 (fig. 3G) y tal como se indica por la flecha 305. Las góndolas 106 pueden izarse a su posición por medio de una grúa o cabestrante o similares.

A continuación han de montarse las góndolas 106 sobre la segunda estructura de soporte de carga 302. Antes del montaje de cualquier componente de aerogenerador sobre la segunda estructura de soporte de carga 302 más elevada, se orienta la estructura de soporte de carga 103 más baja con relación a la estructura de soporte de carga 302 más alta (tal como se indica por las flechas 311) de modo que las estructuras de soporte de carga se sitúen en diferentes posiciones rotacionales (fig. 3H). En esta forma la estructura de soporte de carga más baja está fuera del camino de las operaciones de montaje realizadas sobre la estructura de soporte de carga más elevada.

A continuación se iza 305 una góndola 106 y se fija al primer extremo 310 de la estructura de soporte de carga superior (figura 3H), la estructura de soporte de carga 302 se orienta aproximadamente 180 grados tal como se indica por la flecha 344 de la figura 3l, y la cuarta góndola 106 se iza a su posición en o cerca del segundo extremo 320 de la estructura de soporte de carga.

Las figuras 3J-3L ilustran el montaje y colocación de los rotores 307 del aerogenerador de rotor múltiple 101 aplicando el mismo método de guiñada 344 de la estructura de soporte de carga 103 entre medias del montaje del componente de aerogenerador (en este caso el rotor 307) en el extremo opuesto de la estructura de soporte de carga 103.

Se observa a partir de las figuras 3A-L, que todas las operaciones de izado se realizan en el mismo lado del aerogenerador 101.

Mediante el montaje primero de las góndolas más bajas se obtiene una mejor estabilidad de la estructura global cuando se montan posteriormente las góndolas más altas. Sin embargo, los componentes de aerogenerador (incluyendo las góndolas) colocadas en las posiciones más elevadas pueden situarse alternativamente antes que los componentes de aerogenerador de las posiciones más bajas.

Las figuras 4A-4D ilustran cómo puede fijarse un contrapeso 333 al segundo extremo 320 de la estructura de soporte de carga 103 antes de colocar una góndola 106 en el primer extremo 310 de la estructura de soporte de carga. El contrapeso 333 actúa para sujetar la estructura de soporte de carga 103 contra movimientos de oscilación arriba y abajo reduciendo de ese modo el desequilibrio del aerogenerador de rotor múltiple 101 y reduciendo considerablemente las cargas inducidas primariamente en la torre 102 y en el mecanismo de guiñada 111 por el desequilibrio. El contrapeso 333 puede tener por ejemplo un peso de aproximadamente el 50 % del componente de aerogenerador a ser situado recortando a la mitad aproximadamente de ese modo el desequilibrio durante las operaciones de montaje. En este caso, el contrapeso 333 se fija primero al segundo extremo 320, a continuación se iza 305 la góndola 106 a la posición y se fija al primer extremo 310 (figs. 4A-4C) después de lo que puede separarse el contrapeso 333. En una realización, el contrapeso 333 se mantiene fijado durante la orientación 344 de la estructura de soporte de carga 103 (figura 4D) y a continuación se separa preferentemente al menos parcialmente al mismo tiempo que el montaje de la góndola adicional 106 en el segundo extremo 320.

Los rotores para cada góndola y cualquier otro componente de aerogenerador aún faltante pueden montarse de la misma forma que se muestra y describe para las góndolas.

Aunque no se muestra en las figuras 3 y 4, el contrapeso puede usarse de la misma forma cuando se montan y colocan las primeras dos góndolas en la primera estructura de soporte de carga más baja.

Las figuras 5 y 6 ilustran otros métodos alternativos o adicionales de sujetar la estructura de soporte de carga contra movimientos de oscilación arriba y abajo durante la colocación o retirada de un componente de aerogenerador.

En la figura 5 la estructura de soporte de carga 103 se soporta en un extremo mediante una barra de compresión 400. La barra de compresión 400 puede colocarse tal como se muestra en la figura 5 entre la estructura de soporte de carga 103 y la torre 102, transfiriendo de ese modo el peso desde el componente de aerogenerador hacia la parte inferior de la torre 102 a través de la barra de compresión 400 en lugar de a través de los cojinetes en el mecanismo de guiñada 111 y la parte superior de la torre 102. Cuando se iza una góndola dentro de un aerogenerador creando de ese modo un desequilibrio, la barra de compresión 400 debería colocarse para soportar al menos parte del peso en el mismo extremo en el que se realiza el izado. Si, por ejemplo, se desmonta una góndola de una turbina de otro modo en equilibrio, la barra de compresión 400 ha de colocarse en el extremo opuesto al de la góndola retirada soportando de ese modo al menos parcialmente el peso de la góndola restante. La barra de compresión 400 puede fijarse a la torre 102 en una estructura de anillo (no mostrada) colocada alrededor de la torre 102. De ese modo la orientación 344 de la estructura de soporte de carga 103 puede realizarse con la barra de compresión 400 mantenida en su sitio.

En la figura 6 se ilustra el uso de un globo 600 para sujetar al menos parcialmente la estructura de soporte de carga 103 contra movimientos de oscilación arriba y abajo a partir de la colocación del componente de aerogenerador tal como la góndola 106. El globo 600 puede fijarse al extremo de la estructura de soporte de carga 103 mediante cuerdas ^{y la fuerza de elevación del globo} 600 ^{puede regularse y ajustarse durante las operaciones de montaje o desmontaje} según se desee. Tal como con la barra de compresión 400 de la figura 5, la orientación 344 de la estructura de soporte de carga 103 entre medias de las operaciones de izado puede realizarse con el globo 600 mantenido en su sitio.

Claims (15)

REIVINDICACIONES

1. Un método de montaje o desmontaje de componentes de aerogenerador de unidades de generación de energía (105) en un aerogenerador de rotor múltiple (101), el aerogenerador de rotor múltiple (101) que comprende una torre (102) configurada para soportar una o más estructuras de soporte de carga (103, 302) extendiéndose cada una entre un primer extremo y un segundo extremo, en el que cada estructura de soporte de carga (103, 302) se dispone para soportar al menos dos unidades de generación de energía (105) dispuestas en o cerca del primer y segundo extremos de la estructura de soporte de carga (103, 320) y en lados opuestos de la torre (102) y en el que la estructura de soporte de carga (103, 302) se fija a la torre (102) a través de un mecanismo de guiñada (111) que permite a la estructura de soporte de carga (103, 302) orientase alrededor de la torre (102), comprendiendo el método:

- colocar o retirar un primer componente de aerogenerador de una primera unidad de generación de energía (105) en o cerca del primer extremo de la estructura de soporte de carga (103, 302);

- variar la orientación de la estructura de soporte de carga (103, 302) aproximadamente 180 grados;

- colocar o retirar un segundo componente de aerogenerador de una segunda unidad de generación de energía (105) en o cerca del segundo extremo de la estructura de soporte de carga (103, 302) opuesto al primer extremo.

2. Un método de acuerdo con la reivindicación 1 en el que el montaje es parte de la construcción del aerogenerador de rotor múltiple (101) y el método comprende además colocar la torre (102) y la estructura de soporte de carga (103, 302) previamente a la colocación del primer componente del aerogenerador.

3. Un método de acuerdo con la reivindicación 1 en el que el montaje o desmontaje es parte del mantenimiento del aerogenerador de rotor múltiple (101).

4. Un método de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores en el que el componente del aerogenerador comprende al menos uno entre el grupo de una góndola (106), un rotor (107, 307), una pala de aerogenerador (108), un buje, un generador, un tren de accionamiento o un mecanismo de engranajes.

5. Un método de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que el aerogenerador de rotor múltiple (101) comprende al menos una segunda estructura de soporte de carga (103, 302) en una posición más baja sobre la torre (102) que la primera estructura de soporte de carga (103, 302) y en el que la segunda estructura de soporte de carga (103, 302) más baja se orienta en primer lugar a una posición rotacional diferente de la primera estructura de soporte de carga (103, 302) más elevada antes de la colocación o retirada del componente de aerogenerador en o cerca del extremo de la primera estructura de soporte de carga (103, 302).

6. Un método de acuerdo con la reivindicación 2 y en el que el primer y segundo componentes de aerogenerador son góndolas (106), comprendiendo adicionalmente el método:

- fijar al menos una parte de un rotor (107, 307) sobre una de la primera o segunda góndolas (106);

- variar la orientación de la estructura de soporte de carga (103, 302) aproximadamente 180 grados; y

- fijar al menos una parte de un segundo rotor (107, 307) en la otra de la primera o segunda góndolas (106).

7. Un método de acuerdo con la reivindicación 6 que comprende además

- colocar una segunda estructura de soporte de carga (103, 302) a una altura diferente de la primera estructura de soporte de carga (103, 302);

- variar la orientación de la primera estructura de soporte de carga (103, 302) a una posición rotacional diferente de la segunda estructura de soporte de carga (103, 302);

- colocar un tercer componente de aerogenerador en o cerca de un primer extremo de la segunda estructura de soporte de carga (103, 302);

- variar la orientación de la segunda estructura de soporte de carga (103, 302) aproximadamente 180 grados; y - colocar un cuarto componente de aerogenerador en o cerca de un segundo extremo de la segunda estructura de soporte de carga (103, 302) opuesto al primer extremo.

8. Un método de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que la colocación del componente de aerogenerador incluye el izado del componente de aerogenerador en una posición y la fijación del componente de aerogenerador a la estructura de soporte de carga (103, 302).

9. Un método de acuerdo con la reivindicación 8, en el que el izado se realiza por medio de una grúa y/o por medio de un cable fijado a la estructura de soporte de carga.

10. Un método de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, que comprende además sujetar la estructura de soporte de carga (102, 302) contra los movimientos de inclinación arriba y abajo antes de colocar o retirar el componente del aerogenerador.

11. Un método de acuerdo con la reivindicación 10 en el que la sujeción de la estructura de soporte de carga (102, 302) comprende la fijación de un contrapeso (333) cerca de un extremo de la estructura de soporte de carga (103, 302).

12. Un método de acuerdo con la reivindicación 11 en el que el contrapeso (333) comprende una masa ajustable.

13. Un método de acuerdo con la reivindicación 11 o 12 en el que la fijación del contrapeso (333) comprende bombear un líquido a un tanque de lastre fijado cerca del extremo de la estructura de soporte de carga (102, 302).

14. Un método de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 10-13 en el que la sujeción de la estructura de soporte de carga (102, 302) comprende la fijación de un globo (600) cerca de un extremo de la estructura de soporte de carga (102, 302).

15. Un método de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 10-14 en el que la sujeción de la estructura de soporte de carga (102, 302) comprende fijar una barra de compresión (400) entre un extremo de la estructura de soporte de carga (102, 302) y una parte inferior de la torre (102) durante la colocación o retirada del componente de aerogenerador.