ES2939967T3 - Sistema de guía de viento para turbinas eólicas - Google Patents

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ES2939967T3 ES18793209T ES18793209T ES2939967T3 ES 2939967 T3 ES2939967 T3 ES 2939967T3 ES 18793209 T ES18793209 T ES 18793209T ES 18793209 T ES18793209 T ES 18793209T ES 2939967 T3 ES2939967 T3 ES 2939967T3
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Abstract

Se divulga un sistema de guía del viento para guiar el viento por delante y/o por encima de una turbina eólica desde una primera dirección a una segunda dirección. El sistema de guía de viento comprende una guía de viento dispuesta y configurada para recibir viento por delante y/o por encima de una turbina eólica y para cambiar la dirección del viento de modo que el viento que sale de la guía de viento tenga una dirección diferente a la del viento recibido por el viento. guía. La turbina eólica comprende una torre y un rotor provisto de varias palas de rotor. La guía de viento está dispuesta y configurada para cambiar la dirección del viento de modo que el viento que sale de la guía de viento aumente la velocidad del viento de la estela detrás del rotor añadiendo o conduciendo parte del viento circundante a la estela. (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)

Description

DESCRIPCIÓN
Sistema de guía de viento para turbinas eólicas
La presente solicitud reivindica el beneficio de la Solicitud de Patente Danesa PA 201700601 presentada el 25 de octubre de 2017.
Campo de la invención
La presente invención se refiere a un sistema y un procedimiento para optimizar las condiciones climáticas de un sitio con el fin de aumentar la tasa de producción de energía de turbinas eólicas. La presente invención se refiere más particularmente a un sistema y un procedimiento para acelerar el viento en el área detrás del rotor de la turbina para aumentar la tasa de producción de energía de turbinas eólicas.
Técnica antecedente
La patente danesa DK177081B1 divulga un procedimiento y un sistema para aumentar la producción de una turbina eólica, en el que una o más superficies de flujo se colocan en una turbina eólica. A velocidades de viento más bajas, las superficies de flujo están configuradas para guiar el viento hacia el rotor de la turbina eólica y, por lo tanto, aprovechar el efecto Venturi en el rotor. A velocidades de viento más altas, las superficies de flujo se sacan total o parcialmente del flujo del viento. La patente DK177081B1 muestra cómo instalar superficies que aumentan la velocidad alrededor de un parque eólico para explotar el efecto Venturi con el fin de aumentar la velocidad del viento frente a la turbina y/o expandir la estela detrás de la turbina.
Sin embargo, sería deseable encontrar otros sistemas para permitir que dicho aumento de la velocidad del viento antes y/o detrás del rotor de la turbina sea más eficiente y rentable, como se explicará más adelante.
Además, un desafío importante en muchos parques eólicos es que una turbina eólica que funciona a raíz de otra turbina tiene una producción de energía reducida debido a una menor velocidad del viento incidente. Esto se ha convertido en un problema cada vez mayor a medida que el número de grandes parques eólicos que comprenden muchos generadores de turbinas ha aumentado constantemente en las últimas décadas. En consecuencia, ha habido un enfoque creciente en los desafíos asociados con la agrupación de turbinas en parques eólicos. La investigación ha demostrado una reducción del 10% en la producción de energía de tres turbinas separadas por siete diámetros de rotor. Para condiciones de estela completa, se encuentra que las pérdidas de energía de las turbinas aguas abajo son del 30-40%, mientras que se han reportado pérdidas del 5-8% cuando se promedian en diferentes direcciones de viento.
Por último, otro desafío principal de las estelas en los parques eólicos es que crean una mayor intensidad de turbulencia que acorta la vida útil de las aspas del rotor, así como de otros componentes de la turbina.
En consecuencia, sería deseable poder aumentar la producción de energía en una turbina dada, reducir las pérdidas de energía debido a estelas y mejorar la vida útil de los componentes clave de las turbinas eólicas. Por lo tanto, existe la necesidad de un procedimiento y un sistema que reduzca o incluso elimine las desventajas mencionadas anteriormente de la técnica anterior.
Sumario de la invención
En un primer aspecto, se proporciona un sistema de guía de viento para guiar el viento por delante y/o por encima de una turbina eólica desde una primera dirección hasta una segunda dirección para dirigir el viento que rodea el área de barrido de rotor a un área detrás del área de barrido de rotor. La turbina eólica comprende una torre y un rotor provisto de una serie de aspas de rotor que definen un área de barrido de rotor. El sistema de guía de viento comprende una guía de viento dispuesta y configurada para recibir el viento que rodea el área de barrido de rotor, por ejemplo, delante y/o arriba y/o detrás y/o en los lados del rotor de la turbina eólica, y para cambiar la dirección del viento para que el viento que sale de la guía de viento tenga otra dirección que el viento recibido por la guía de viento. Además, la guía de viento está dispuesta y configurada para dirigir el viento que rodea el área de barrido de rotor hacia un área detrás del área de barrido de rotor de tal manera que en el área detrás del rotor aumente la velocidad del viento y se reduzca la presión del viento.
De este modo, un aumento en la producción de energía de la turbina eólica puede tener lugar de una manera más rentable y eficiente que en la técnica anterior. Además, se puede lograr una reducción del efecto de estela y, por lo tanto, se pueden reducir las pérdidas de energía derivadas de los efectos de estela creados por otras turbinas eólicas. Las cargas en las aspas del rotor y otros componentes principales de la turbina también se pueden reducir.
En la presente divulgación, un área de barrido de rotor se refiere al área del círculo creado por las aspas cuando el rotor gira.
En la presente divulgación, se debe entender que dirigir el viento que rodea el área de barrido de rotor a un área detrás del área de barrido de rotor significa sustancialmente dirigir el viento que rodea el área de barrido de rotor al área detrás del área de barrido de rotor sin interferir con el área de barrido de rotor. Esto quiere decir que no se introduce sustancialmente viento del entorno del rotor en el área de barrido de rotor.
El sistema de guía de viento de acuerdo con la presente invención no logra sus beneficios en los parques eólicos únicamente a través de un efecto Venturi para aumentar la velocidad del viento dirigido hacia el rotor como la solución divulgada en DK177081B1. En lugar de aplicar el efecto Venturi para acelerar el viento frente al rotor, el sistema de acuerdo con la presente invención dirige principalmente el flujo desde el área alrededor del rotor de turbina, hacia el área detrás del rotor, por ejemplo, en la estela de la turbina, preferentemente muy cerca del rotor. De este modo, puede ser posible lograr los siguientes efectos y ventajas.
Al dirigir el flujo hacia la estela, la velocidad del viento detrás del área de barrido de rotor, por ejemplo, en la estela, aumenta en una dirección principalmente alejada del rotor y, por lo tanto, puede ser posible generar una presión más baja justo detrás del rotor. Esto produce un gradiente de presión con respecto a la presión justo antes del rotor de la turbina eólica.
Este gradiente de presión aumentará la velocidad del viento a través del rotor y, en consecuencia, aumentará la producción de energía. En consecuencia, se aumentará la eficiencia energética del rotor.
El rotor extrae energía del viento al reducir la velocidad del viento. En consecuencia, la presión es significativamente menor justo detrás del rotor. El sistema de guía de viento de acuerdo con la invención agrega energía en forma de energía cinética adicional debido al aumento de la velocidad del viento en la estela y de este modo la presión reducida cae a través del rotor.
Al dirigir el flujo hacia el área justo detrás del rotor o estela, la turbulencia experimentada por el rotor no aumenta significativamente. La turbulencia entrante será aproximadamente la misma porque el sistema de guía de viento no agrega sustancialmente viento delante del rotor. El sistema de guía de viento genera mucha turbulencia en la estela y eso ayuda a disiparla más rápido. Sin embargo, el rotor experimentará este aumento de la turbulencia en un grado marginal, porque el sistema de guía de viento apenas interfiere con el flujo entrante.
Especialmente en parques eólicos de baja turbulencia, el principio del sistema de acuerdo con la invención será ventajoso. La eficiencia del parque aumentará significativamente ya que el sistema de guía de viento instalado cerca de una primera turbina eólica aumentará la eficiencia de esta primera turbina eólica y contribuirá efectivamente a disipar la estela y garantizar una mezcla turbulenta con el flujo circundante. Por lo tanto, a medida que se reduce la estela, también aumentará la eficiencia de otras turbinas eólicas instaladas detrás de la primera turbina eólica. Por ejemplo, se han registrado pérdidas de producción de hasta un 50% para una segunda turbina en comparación con la primera turbina, con menos de 3 diámetros de rotor entre las dos turbinas. La estela está rodeada por vórtices de punta de pala muy fuertes y toda la estela también gira en la dirección opuesta al rotor. La estela se puede identificar hasta los diámetros de rotor detrás de la primera turbina en parques eólicos de baja turbulencia.
Al agregar viento a la estela, el sistema de guía de viento contribuirá a disipar más efectivamente la estela y partes de los vórtices de la punta. Tanto los vórtices de punta como el vórtice de estela tomarán energía cinética turbulenta del flujo, lo que dará como resultado menos energía eólica que extraer por parte de la turbina más atrasada. Ese efecto se reducirá significativamente al reducir o eliminar los vórtices en la estela. Los vórtices son relativamente estables y siguen extrayendo energía cinética turbulenta del flujo detrás del rotor durante varios minutos.
La turbulencia aleatoria (gran escala o pequeña escala) se reducirá mucho más rápido que la turbulencia de vorticidad y, por lo tanto, la estela se recuperará mucho más rápido y, por lo tanto, la estela perderá menos energía y velocidad, y por lo tanto habrá más energía para extraer por parte de la turbina más atrasada.
La velocidad del viento detrás del rotor, por ejemplo, en la estela, puede ser tan baja como solo la mitad de la velocidad del viento frente al rotor, dependiendo de la configuración del controlador en la turbina. Agregar flujo a la estela de baja velocidad del viento en lugar de a la alta velocidad del viento que fluye frente a la turbina eólica, dará relativamente como resultado, por lo tanto, una mayor velocidad del viento. La cantidad de energía cinética turbulenta añadida es la misma, pero la velocidad relativa será mayor.
Otra ventaja en comparación con DK177081B1 es la dirección relativa a la horizontal del flujo desde la guía de viento. En DK177081B1, el flujo debe estar cerca de la horizontal cuando alcanza el rotor para lograr una buena eficiencia de la turbina (y cargas más bajas). Por ende, la turbina solo puede explotar más o menos el componente horizontal del viento. Al soplar el viento en el área detrás del rotor, esto no es tan vital. Incluso un flujo de viento casi vertical que sopla la estela hacia arriba puede aumentar significativamente la producción de energía, ya que eliminaría parte del flujo de baja velocidad detrás del rotor y, por lo tanto, generaría una presión más baja detrás del rotor.
Las simulaciones de mecánica de fluidos computacional (CFD) de diferentes versiones del concepto divulgado en DK177081B1, han demostrado que es difícil evitar grandes cargas de cortante de viento en el rotor, causadas por el flujo agregado. Se descubrió que cualquier obstáculo, incluso una forma aerodinámica, dará como resultado una velocidad muy alta en una parte muy pequeña cerca de la parte inferior del rotor. Esto generará cargas mucho más altas, especialmente cargas de fatiga en las aspas y, por lo tanto, en la turbina y aumentará el riesgo de que las puntas de las aspas golpeen la torre (una restricción de diseño en la mayoría de las turbinas modernas). Con el sistema de guía de viento de acuerdo con la invención, este efecto será muy pequeño, porque mejoramos la eficiencia de la turbina al reducir la presión detrás de la turbina.
La caída de presión se distribuirá en un área más grande del rotor. Además, dado que la velocidad del viento es significativamente menor detrás del rotor que delante del rotor, es probable que el flujo agregado penetre mucho más verticalmente, cuando agreguemos el flujo detrás del rotor porque simplemente no habrá tanta velocidad horizontal del viento como para que doble el flujo agregado hacia la dirección horizontal.
Cuando las turbinas están espaciadas estrechamente, por ejemplo, con diámetros de rotor de 3-5 entre las turbinas, el aumento de carga causado por las estelas puede ser muy grande. Cuando la turbina más atrasada funciona solo parcialmente en la estela de la turbina delantera, el aumento de carga es muy grande, porque las aspas experimentan una velocidad del viento significativamente menor en la parte de estela del viento entrante. Este problema se puede resolver en parte mediante el sistema de guía de viento de acuerdo con la invención, prolongando así la vida útil de las turbinas existentes y/o reduciendo el costo de las nuevas turbinas en parques eólicos.
El serpenteo de estela es un fenómeno que a menudo se experimenta en parques eólicos. La estela se desplaza hacia adelante y hacia atrás, haciendo que sea mucho más difícil para las turbinas más atrasadas (las turbinas dispuestas detrás de la turbina delantera) hacer ajustes para reducir las cargas. Independientemente de la causa, el sistema de guía de viento de acuerdo con la invención puede destruir parcial o totalmente la estela y, por lo tanto, también reducir o eliminar los problemas con el serpenteo de estela.
Un problema de la técnica anterior es que las superficies o estructuras de la vela deben ajustarse con bastante precisión en relación con la dirección del viento para reducir las cargas adicionales causadas por el error de guiñada, o más bien las cargas adicionales causadas por la diferencia en la dirección del viento entre el viento libre y el viento agregado por las superficies. Este problema es mucho menos relevante con el sistema de guía de viento de acuerdo con la invención. Se pueden agregar algunas estructuras fijas, como estructuras parecidas a paredes, que no necesitan moverse relativamente en dirección al viento. En algunos casos, las superficies soplarán la estela parcialmente hacia los lados, lo que también ayudará a mezclar la estela con el viento libre circundante y, por lo tanto, reducirá el efecto de estela.
La guía de viento puede ser cualquier objeto adecuado, como una superficie en forma de placa, velas de viento o deflectores configurados para conducir el viento hacia el área justo detrás del rotor, por ejemplo, la estela.
En algunos ejemplos, la guía de viento se puede extraer total o parcialmente del flujo del viento, cuando la velocidad del viento es muy alta. Esto es para limitar los requisitos de carga de la guía de viento y, por lo tanto, el costo de las estructuras y sus cimientos, si es necesario.
En algunos ejemplos, las estructuras también se pueden ajustar de alguna manera de acuerdo con la velocidad del viento y/o la dirección del viento. Por ejemplo, la pared montada en el suelo puede inclinarse de acuerdo con la velocidad del viento (puede necesitar una posición de ángulo diferente con respecto al suelo para optimizar la eficiencia real de la turbina) y/o girar la turbina para ajustarse a la dirección real del viento.
Además, la pared no consiste necesariamente en una pared plana. Pueden ser dos o más medias paredes además de la turbina, colocadas en ángulo.
La invención se puede aplicar a cualquier turbina eólica de eje horizontal independientemente de su diámetro de rotor o producción máxima de energía.
El rotor puede tener un diámetro de rotor entre 3 y 150 metros, por ejemplo, más grande que 3, 5, 10, 20, 25, 30, 35, 40, 45, 50, 55, 60, 65, 70, 75, 80 metros o incluso más. En algunos ejemplos, el diámetro del rotor puede estar entre 30 y 150 metros, y opcionalmente entre 50 y 150 metros.
La producción de energía máxima de la turbina eólica puede estar entre 20 kW y 15000 kW, por ejemplo, 20 kW, 40 kW, 60 kW, 80 kW, 100 kW, 150 kW, 200 kW, 250 kW, 300 kW, 350 kW, 400 kW, 500 kW, 600 kW, 700 kW, 800 kW, 900 kW, 1000 kW, 1200 kW, 1400 kW, 1600 kW, 1800 kW, 2000 kW, 3000 kW, 4000 kW, 5000 kW, 6000 kW, 7000 kW, 8000 kW, 9000 kW, 10000 kW o incluso más. En algunos ejemplos, la producción de energía puede estar entre 20 kW y 10000 kW, y opcionalmente entre 700 kW y 10000 kW.
En algunos ejemplos, la guía de viento puede comprender una superficie en ángulo con respecto a la horizontal. De este modo, la guía de viento es capaz de cambiar los componentes de velocidad de viento horizontal a los componentes de velocidad de viento vertical. Por lo tanto, la guía de viento puede guiar el viento hacia la estela detrás del rotor.
Esta superficie que está en ángulo con respecto a la horizontal puede configurarse de tal manera que el viento horizontal sea guiado en una dirección vertical por la superficie, de tal manera que el viento que sale de la guía de viento tenga un componente de velocidad vertical distinto de cero, siendo dirigido hacia abajo o hacia arriba. De este modo, la guía de viento puede agregar viento a la estela y de este modo aumentar la velocidad del viento en la estela.
En algunos ejemplos, la guía de viento puede comprender una estructura de guía de viento montada en el suelo, estando dicha estructura de guía de viento dispuesta en el suelo. De este modo, su posición y/u orientación se puede controlar fácilmente. En estos ejemplos, la guía de viento puede guiar el viento frente a la turbina eólica, pero no el viento sobre el rotor de la turbina eólica.
Alternativamente, la guía de viento puede comprender una estructura de guía de viento montada en el suelo, dicha estructura de guía de viento comprende un miembro de vela unido a una porción de fijación dispuesta en el suelo o en un dispositivo de estructura de anclaje dispuesto en el suelo. De este modo, el miembro de vela se puede fijar al suelo y al viento por encima y/o al nivel del rotor, por ejemplo, delante del rotor, puede guiarse hacia la estela por medio de la guía de viento. A diferencia de los ejemplos en los que la estructura de guía de viento está montada en el suelo, en estos ejemplos, el miembro de vela puede guiar el viento por delante y/o por encima de la turbina eólica. En la presente divulgación, un miembro de vela se entenderá como una guía de viento que puede pivotar con respecto a una porción de fijación o sobre una estructura de anclaje dispuesta en el suelo por la acción del viento. El miembro de vela puede así ser retenido y orientado por el viento.
En los ejemplos de una estructura de guía de viento que comprende un miembro de vela, el sistema de guía de viento puede comprender un miembro de arrastre (preferentemente formado como una cometa) configurado para arrastrar y levantar una superficie de guía del sistema de guía de viento permitiendo así que la superficie de guía sea traída desde una primera configuración no desplegada donde la superficie de guiado está dispuesta en el suelo hasta una segunda configuración, en la cual la superficie de guiado se despliega sobre el rotor de la turbina.
Independientemente de si la estructura de guía de viento está montada en el suelo o comprende un miembro de vela; al menos una porción de la guía de viento puede estar dispuesta frente a la torre de la turbina eólica. De este modo, puede ser posible agregar flujo de viento en el área justo detrás del rotor, aumentando la velocidad del viento en la estela justo después del rotor. Esto causará un mayor efecto de acelerar el viento y dar más tiempo para que la estela se disipe después del rotor.
En algunos de estos ejemplos, toda la guía de viento puede estar dispuesta frente a la torre de la turbina eólica. Al menos una porción de la guía de viento puede estar dispuesta detrás de la torre de la turbina eólica, por ejemplo, en guías de viento montadas en el suelo. De este modo, el viento puede ser "aspirado" desde la estela por medio de un flujo de viento generado por la guía de viento.
En algunos de estos ejemplos, toda la guía de viento puede estar dispuesta detrás de la torre de la turbina eólica. La guía de viento puede estar unida a la torre de la turbina eólica. De este modo, la orientación y/o posición de la guía de viento se puede controlar fácilmente.
En algunos ejemplos, la superficie tiene un ángulo de 0-40 grados, preferentemente de 10-30 grados, tal como 15-25 grados con respecto a la vertical. Por ejemplo, la superficie puede tener un ángulo de 20 grados con respecto a la vertical. En otros ejemplos, la superficie de la guía de viento puede ser sustancialmente vertical. De este modo, puede ser posible guiar el viento en una dirección óptima para maximizar la velocidad del viento en la estela.
La guía de viento puede además comprender varios segmentos separados en ángulo uno con respecto a otro. De este modo, puede ser posible proporcionar un sistema de guía de viento que sea capaz de guiar el viento de una manera óptima que solo dependa de la dirección del viento en un grado limitado.
En algunos ejemplos, la altura de la estructura de guía de viento puede estar comprendida entre un tercio y dos tercios de la altura desde el suelo hasta el rotor. La altura, es decir, la distancia entre el suelo y la porción superior de la guía de viento puede ser, por ejemplo, dos tercios de la altura desde el suelo hasta el rotor. De este modo, puede ser posible guiar el viento hacia la estela de una manera en que la velocidad del viento en la estela sea alta.
Por la altura desde el suelo hasta el rotor se entiende la distancia entre el suelo y la punta de las aspas del rotor cuando están en su posición vertical más baja.
La distancia entre la porción superior de la estructura de guía de viento y la punta de las aspas del rotor cuando están en su posición vertical más baja puede estar entre un tercio y dos tercios de la altura h desde el suelo hasta el rotor, por ejemplo, un tercio.
En algunos ejemplos, la estructura de guía de viento puede estar dispuesta de forma móvil con respecto a la torre. De este modo, puede ser posible cambiar la posición y/u orientación de la estructura de guía de viento, por ejemplo, para ajustarse a las condiciones locales.
El sistema de guía de viento puede comprender adicionalmente un actuador dispuesto y configurado para llevar la estructura de guía de viento desde una primera configuración a una segunda configuración, donde la estructura de guía de viento está posicionada y/u orientada de manera diferente en la primera configuración que en la segunda configuración.
En otro aspecto, se proporciona un sistema de guía de viento para guiar el viento frente a una turbina eólica desde una primera dirección hasta una segunda dirección para dirigir el viento que rodea el área de barrido de rotor tanto al área de barrido de rotor como a un área detrás del área de barrido de rotor. La turbina eólica comprende una torre y un rotor provisto de una serie de aspas de rotor que definen un área de barrido de rotor. El sistema de guía de viento comprende una guía de viento dispuesta y configurada para recibir el viento que rodea el área de barrido de rotor y para cambiar la dirección del viento de tal manera que el viento que sale de la guía de viento tenga otra dirección que el viento recibido por la guía de viento. Además, la guía de viento está dispuesta y configurada para dirigir el viento que rodea el área de barrido de rotor tanto al área de barrido de rotor como a un área detrás del área de barrido de rotor de tal manera que la velocidad del viento aumenta tanto en el área de barrido de rotor como en el área de barrido de rotor y en el área detrás del área de barrido de rotor. De acuerdo con este aspecto, el sistema de guía de viento puede estar dispuesto al menos parcialmente delante de la turbina eólica. El sistema de guía de viento puede comprender una estructura de guía de viento montada en el suelo o un miembro de vela que pivota con respecto al suelo. La configuración de este sistema de guía de viento puede ser de acuerdo con cualquiera de los ejemplos divulgado en la presente memoria.
Por ejemplo, en aquellos casos en los que el sistema de guía de viento comprende un miembro de vela que gira con respecto al suelo, el sistema de guía de viento puede comprender una primera superficie de guía configurada para canalizar el flujo de viento hacia la estela y una segunda superficie de guía configurada para canalizar el viento hacia el rotor de la turbina eólica. Por lo tanto, utilizando un miembro de vela unido al suelo, el viento que rodea el rotor puede dirigirse hacia el rotor y detrás del rotor.
En otro aspecto adicional, se proporciona un sistema de guía de viento que tiene una guía de viento dispuesta en un ángulo de 0° - 30° con respecto a un eje vertical. La guía de viento comprende una estructura configurada para anclarse al suelo que comprende dos mástiles de soporte externos y uno o más mástiles de soporte internos para soportar una superficie para guiar el viento. La superficie comprende una forma cóncava y se extiende desde un mástil de soporte externo al otro mástil de soporte externo a través del uno o más mástiles de soporte internos.
De acuerdo con este aspecto, la superficie puede estar hecha de un material no estructural, por ejemplo, de material textil flexible. Por lo tanto, el sistema de guía de viento puede ser más rentable y fácil de instalar que el sistema de guía de viento conocido.
La guía de viento de acuerdo con este aspecto puede estar dispuesta delante y/o detrás de una turbina eólica de acuerdo con cualquiera de los ejemplos descritos en la presente memoria.
En los ejemplos en los que la guía de viento está dispuesta delante de la turbina eólica, el sistema de guía de viento acelera el viento que entra en el área de barrido de rotor y en el área detrás del área de barrido de rotor. Una porción del viento que fluye hacia el rotor es bloqueada rápidamente por la superficie de la guía de viento de tal manera que la dirección del viento cambia de una primera dirección a una segunda dirección sustancialmente vertical. El viento se acelera en consecuencia. Después de la guía de viento, el viento vuelve a la primera dirección. El viento vuelve rápidamente a la dirección inicial y, por lo tanto, no experimenta un efecto de canalización.
La forma cóncava de la superficie permite aumentar el área en contacto con el viento para una altura dada. Por lo tanto, a medida que más viento experimenta el efecto del sistema de guía de viento, se pueden lograr velocidades de viento más altas a través del área de barrido de rotor.
En algunos ejemplos, la longitud de la guía de viento entre los mástiles de soporte externos puede ser superior al diámetro del rotor de la turbina eólica. Por consiguiente, el viento que rodea el área de barrido de rotor puede dirigirse hacia el área de barrido de rotor y hacia un área detrás del área de barrido de rotor.
En algunos ejemplos, los mástiles de soporte externos son más altos que los mástiles de soporte internos. Por lo tanto, la superficie de altura puede ser más alta en las regiones externas y más corta en la región central. Por lo tanto, el efecto de bloqueo puede ser mayor en las regiones externas que en la región central. El viento que rodea el rotor puede ser dirigido hacia el área del rotor.
En algunos ejemplos, la altura de la superficie puede adaptarse al viento, es decir, controlarse. La superficie puede estar conectada a la porción superior de los mástiles de soporte. En algunos de estos ejemplos, la superficie se puede bajar a una posición debajo de la porción superior, por ejemplo, en la porción central de los mástiles de soporte. En consecuencia, la altura de la superficie puede ser inferior a la altura de los mástiles de soporte en algunas partes de la guía de viento. Por ejemplo, la altura puede disminuir sustancialmente de un mástil de soporte externo al otro mástil externo. Por lo tanto, la velocidad del viento puede ser diferente en los lados laterales del área de barrido de rotor. En otros ejemplos, toda la superficie puede bajar y, por lo tanto, la velocidad del viento puede reducirse.
En otro aspecto adicional, se proporciona un procedimiento para guiar el viento por delante y/o por encima de una turbina eólica desde una primera dirección hasta una segunda dirección. La turbina eólica comprende una torre (4) y un rotor provisto de varias aspas de rotor (6) que definen un área de barrido de rotor. El procedimiento aplica un sistema de guía que comprende una guía de viento dispuesta y configurada para recibir el viento que rodea el área de barrido de rotor y para cambiar la dirección del viento de tal manera que el viento que sale de la guía de viento tenga otra dirección que el viento recibido por la guía de viento, en el que el procedimiento comprende la siguiente etapa:
- disponer la guía de viento en una posición y orientación, en las que está dispuesta y configurada para dirigir el viento que rodea el área de barrido de rotor a un área detrás del área de barrido de rotor (18) de tal manera que en el área detrás del rotor la velocidad del viento aumenta y la presión del viento se reduce. De este modo, se puede lograr una aceleración del viento detrás del rotor de la turbina, se puede lograr una reducción del efecto de estela y se pueden reducir las cargas en los componentes de la turbina.
Descripción de los dibujos
La invención se entenderá más completamente a partir de la descripción detallada dada a continuación en la presente memoria. Los dibujos adjuntos se proporcionan solo a modo de ilustración y, por lo tanto, no son limitativos de la presente invención. En los dibujos adjuntos:
La Figura 1A muestra una vista lateral de un sistema de guía de viento de acuerdo con un ejemplo de la invención, en el que se muestra el flujo creado por la estructura de guía de viento de la invención.
La Figura 1B muestra una vista lateral esquemática de una estructura de guía de viento de un sistema de guía de viento de acuerdo con un ejemplo de la invención.
La Figura 1C muestra una vista superior de una estructura de guía de viento de un sistema de guía de viento de acuerdo con un ejemplo de la invención.
La Figura 1D muestra una vista lateral de un sistema de guía de viento de acuerdo con un ejemplo de la invención.
La Figura 2A muestra una vista en perspectiva de un sistema de guía de viento de acuerdo con un ejemplo de la invención.
La Figura 2B muestra una vista lateral del sistema de guía de viento mostrado en la Figura 2A.
La Figura 3A muestra una vista en perspectiva de un sistema de guía de viento de acuerdo con un ejemplo de la invención.
La Figura 3B muestra una vista lateral del sistema de guía de viento mostrado en la Figura 3A.
La Figura 4A muestra una vista en perspectiva de un sistema de guía de viento de acuerdo con un ejemplo de la invención.
La Figura 4B muestra una vista lateral del sistema de guía de viento mostrado en la Figura 4A.
La Figura 5A muestra una vista en perspectiva de un sistema de guía de viento de acuerdo con un ejemplo de la invención.
La Figura 5B muestra una vista lateral del sistema de guía de viento mostrado en la Figura 5A.
La Figura 6A muestra una vista en perspectiva de un sistema de guía de viento de acuerdo con un ejemplo de la invención.
La Figura 6B muestra una vista lateral del sistema de guía de viento mostrado en la Figura 6A.
La Figura 7A muestra una vista frontal en perspectiva de un sistema de guía de viento de acuerdo con un ejemplo de la invención.
La Figura 7B muestra una vista lateral del sistema de guía de viento mostrado en la Figura 7A.
La Figura 8A muestra una vista lateral de un sistema de guía de viento de acuerdo con la invención, en el que la estructura de guía de viento es un miembro de vela fijado (vinculado) al suelo detrás de una turbina eólica.
La Figura 8B muestra una vista lateral de un ejemplo de un sistema de guía de viento de acuerdo con la invención, en el que la estructura de guía de viento tiene dos miembros de vela, en el que el primer miembro de vela está unido al segundo miembro de vela que está fijado (vinculado) al terreno frente a una turbina eólica.
La Figura 9A muestra una vista lateral de un ejemplo de una guía de viento de acuerdo con la invención que comprende dos miembros de vela.
La Figura 9B muestra una vista lateral de un ejemplo de un sistema de guía de viento de acuerdo con la invención, en el que la estructura de guía de viento es uno o más miembros de vela almacenados en un recipiente dispuesto en el suelo frente a una turbina eólica.
La Figura 10A muestra una vista lateral de un ejemplo de un sistema de guía de viento de acuerdo con la invención, en el que la estructura de guía de viento es un primer miembro de vela que un segundo miembro de vela arrastra y levanta del suelo.
La Figura 10B muestra una vista lateral del sistema de guía de viento mostrado en la Figura 10A, en el que un primer miembro de vela está siendo arrastrado y levantado por un segundo miembro de vela hacia su posición final por encima de la turbina eólica.
La Figura 11A muestra una vista lateral de un ejemplo de un sistema de guía de viento de acuerdo con la invención, en el que el sistema de guía de viento comprende una superficie dispuesta de forma giratoria dispuesta en una posición descendida.
La Figura 11B muestra una vista lateral del sistema de guía de viento mostrado en la Figura 11A, en el que la superficie está dispuesta en posición vertical.
La Figura 11C muestra una vista lateral de un ejemplo de un sistema de guía de viento de acuerdo con la invención, en el que el sistema de guía de viento comprende una estructura de guía de viento unida a la torre de una turbina eólica.
La Figura 12A muestra una vista esquemática de un ejemplo de un sistema de guía de viento de acuerdo con la invención.
La Figura 12B muestra un parque eólico que comprende una pluralidad de turbinas eólicas y ejemplos de sistemas de guía de viento de acuerdo con la invención.
La Figura 13A muestra un ejemplo de un sistema de guía de viento que tiene una guía de viento dispuesta en ángulo entre 0° y 30° con respecto a un eje vertical.
La Figura 13B muestra una vista superior del ejemplo mostrado en la Figura 13A.
La Figura 13C muestra una vista frontal del ejemplo mostrado en la Figura 13A.
Las Figuras 14A a 14C muestran ejemplos de una configuración de superficie de acuerdo con un ejemplo de un sistema de guía de viento.
Descripción detallada de la invención
La Figura 1A es una vista lateral de un sistema de guía de viento 2 de acuerdo con un ejemplo de la invención.
El sistema de guía de viento 2 comprende una estructura de guía de viento 10 dispuesta frente a una turbina eólica 40 montada en el suelo. La estructura de guía de viento 10 está dispuesta en el suelo G en el lado frontal 12 de la turbina eólica 40. La estructura de guía de viento 10 comprende una primera superficie 22 en forma de placa que está en ángulo aproximadamente 20 grados con respecto a la vertical. El ángulo entre la primera superficie 22 y la vertical puede ser diferente, por ejemplo, entre 0 grados y 85 grados, opcionalmente entre 0 grados y 45 grados. En una realización de acuerdo con la invención, el ángulo entre la primera superficie 22 y la vertical es de aproximadamente 15 grados. En otra realización de acuerdo con la invención, el ángulo entre la primera superficie 22 y la vertical es de aproximadamente 25 grados. En una realización adicional de acuerdo con la invención, el ángulo entre la primera superficie 22 y la vertical es de aproximadamente 30 grados. En una realización adicional de acuerdo con la invención, el ángulo entre la primera superficie 22 y la vertical es de aproximadamente 35 grados. En otra realización de acuerdo con la invención, el ángulo entre la primera superficie 22 y la vertical es de aproximadamente 40 grados. En una realización adicional de acuerdo con la invención, el ángulo entre la primera superficie 22 y la vertical es de aproximadamente 45 grados. En otra realización de acuerdo con la invención, el ángulo entre la primera superficie 22 y la vertical es de aproximadamente 50 grados. En una realización adicional de acuerdo con la invención, el ángulo entre la primera superficie 22 y la vertical es de aproximadamente 55 grados. En otra realización de acuerdo con la invención, el ángulo entre la primera superficie 22 y la vertical es de aproximadamente 60 grados. En una realización adicional de acuerdo con la invención, el ángulo entre la primera superficie 22 y la vertical es de aproximadamente 65 grados. En otra realización de acuerdo con la invención, el ángulo entre la primera superficie 22 y la vertical es de aproximadamente 70 grados. En una realización adicional de acuerdo con la invención, el ángulo entre la primera superficie 22 y la vertical es de aproximadamente 75 grados. En otra realización de acuerdo con la invención, el ángulo entre la primera superficie 22 y la vertical es de aproximadamente 80 grados. En una realización adicional de acuerdo con la invención, el ángulo entre la primera superficie 22 y la vertical es de aproximadamente 85 grados.
La primera superficie 22 puede tener forma de superficie plana. En una realización de acuerdo con la invención, la primera superficie 22 tiene una geometría rectangular. En otra realización de acuerdo con la invención, la primera superficie 22 tiene una geometría cóncava. En una realización adicional de acuerdo con la invención, la primera superficie 22 tiene una geometría convexa.
La turbina eólica 40 comprende una torre 4 y una góndola dispuesta en la porción superior de la torre 4. Un rotor que tiene tres aspas de rotor 6 está unido a la góndola por medio de un cubo giratorio 8. Las aspas del rotor 6 están unidas a un cojinete de paso (no mostrado) unido al cubo 8 que está unido al eje (no mostrado) unido a un cuadro principal unido a la torre 4. Las aspas del rotor definen un área de barrido de rotor, es decir, el área definida por el círculo creado por las aspas cuando el rotor gira.
El viento 20 que se aproxima al rotor de la turbina eólica 40 se indica con flechas. La longitud de las flechas indica la velocidad del viento, mientras que la dirección indica la dirección del viento 20. Se puede ver que el viento 20 en el lado frontal 12 que se acerca al rotor está esencialmente dirigido horizontalmente. Cuando el viento fluye a través del rotor, la velocidad del viento disminuye. Esto se indica mediante las flechas más cortas en el área del rotor y detrás del rotor. El área detrás del área de barrido de rotor o estela 18 se indica en el lado posterior 14 de la turbina eólica 40. La estela 18 está presente aguas abajo, donde se reduce la velocidad del viento. A medida que el viento 20 avanza aguas abajo, se extiende la estela 18. El "efecto de estela" tiene una influencia negativa en la producción de energía de la turbina eólica 40. Por consiguiente, es un objeto de la invención acelerar el viento 20 en la estela 18 detrás del área de barrido de rotor llevando parte del viento circundante 20 a una velocidad más alta al área de barrido de rotor 18.
La estructura de guía de viento 10 está dispuesta y configurada para conducir el viento 20 en el lado frontal 12 (que se acerca a la turbina eólica 40) hacia la estela 18 desde el área debajo del rotor. El viento 20' que ha sido guiado por la estructura de guía de viento 10 se indica mediante flechas punteadas. Estas flechas están en ángulo hacia arriba en relación con la dirección horizontal. En consecuencia, la estructura de guía de viento 10 conduce el viento guiado 20' hacia la estela 18. Por lo tanto, la guía de viento 20' aumenta la velocidad del viento en la estela 18. La estructura de guía de viento no dirige el viento desde el lado frontal 12 hacia el área de barrido de rotor, es decir, hacia las aspas 6. En consecuencia, la presión detrás del rotor se reducirá y el gradiente de presión antes y después del rotor aumentará, lo que conducirá a un aumento en la velocidad del viento antes del rotor que aumentará en última instancia la producción de energía de la turbina 40. Además, la presente invención hace posible proporcionar un sistema de guía de viento 2 y un procedimiento para reducir las pérdidas de energía inducidas por la estela. Además, la presente invención hace posible proporcionar un sistema de guía de viento 2 que extiende la vida útil de los componentes clave de la turbina de otras turbinas eólicas en el parque eólico, que están ubicadas detrás de la turbina 40.
Como se explicará con referencia a las figuras restantes, la estructura de guía de viento 10 se puede colocar encima del rotor, al lado del rotor, debajo del rotor o en cualquier combinación de los mismos. El sistema de guía de viento 2 y el procedimiento de acuerdo con la invención pueden usarse tanto para turbinas eólicas 40 independientes/individuales como para turbinas 40 en un parque eólico.
La Figura 1B ilustra una vista lateral esquemática de un ejemplo de una estructura de guía de viento 10 de un sistema de guía de viento 2 de la invención. La estructura de guía de viento 10 está configurada para estar dispuesta en el suelo G delante de una turbina eólica, por ejemplo, directamente anclada al suelo. La estructura de guía de viento 10 comprende una estructura de rejilla mecánica 50 y una estructura de cubierta 52 unida a la misma. La estructura de cubierta 52 puede estar hecha de cualquier material adecuado, incluida una cubierta de tela o una lona hecha de un material duradero tal como un material plástico, por ejemplo. La superficie 22 puede ser rígida o flexible. La estructura de guía de viento 10 incluirá estructuras y mecanismos de soporte para que la superficie 22 se mantenga en una posición y orientación deseadas y de este modo sea capaz de realizar su función. La estructura de guía de viento 10 comprende una primera superficie 22 provista en un ángulo w relativo a la vertical.
La Figura 1C ilustra una vista superior esquemática de un sistema de guía de viento 2 de acuerdo con la invención. El sistema de guía de viento 2 corresponde básicamente al que se muestra en la Figura 1A. El sistema de guía de viento 2 comprende una estructura de guía de viento 10 dispuesta en el suelo frente a una turbina eólica 40. La estructura de guía de viento 10 comprende una primera superficie rectangular 22 provista debajo del rotor y, por lo tanto, las aspas del rotor 6 de la turbina eólica 40. La superficie 22 tiene una anchura d2 que es mayor que el diámetro del rotor d-i. Sin embargo, en otra realización, la superficie 22 puede tener una anchura d2 que es menor o igual que el diámetro del rotor d1. La superficie 22 tiene una porción frontal dispuesta en frente del rotor. La superficie 22 tiene una porción trasera dispuesta detrás del rotor y en frente de la torre 4 de la turbina eólica 40.
La Figura 1D ilustra una vista lateral de un sistema de guía de viento 2 de acuerdo con la invención. El sistema de guía de viento 2 comprende una estructura de guía de viento 10 dispuesta en el suelo frente a una turbina eólica 40 que tiene una torre 4 y un rotor con tres aspas de rotor 6 a una góndola dispuesta en la porción superior de la torre 4. La estructura de guía de viento 10 comprende una primera superficie cóncava 22 dispuesta debajo del rotor. La superficie 22 tiene una porción delantera dispuesta delante del rotor y una parte trasera dispuesta detrás del rotor y delante de la torre 4 de la turbina eólica 40.
La altura de la estructura de guía de viento 10 corresponde a dos tercios de la altura h desde el suelo G hasta el rotor (la punta de las aspas del rotor 6 cuando están en su posición vertical más baja). En consecuencia, la distancia entre la porción superior de la estructura de guía de viento 10 y el rotor es un tercio de la altura h desde el suelo G hasta el rotor.
La Figura 2A ilustra una vista en perspectiva de un sistema de guía de viento 2 de acuerdo con un ejemplo de la invención, mientras que la Figura 2B ilustra una vista lateral del sistema de guía de viento 2 mostrado en la Figura 2A. El sistema 2 de guía de viento comprende una estructura 10 de guía de viento en forma de placa que comprende una superficie 22 que tiene una geometría rectangular. El ángulo entre la superficie 22 y la vertical puede ser menor que el indicado en la Figura 2A y la Figura 2B.
La estructura de guía de viento 10 descansa sobre el suelo G delante de una turbina eólica 40 que comprende una torre 4 y una góndola dispuesta en la porción superior de la torre 4. Un rotor que tiene tres aspas de rotor 6 está unido de forma giratoria a la góndola por medio de un cubo 8. La estructura de guía de viento 10 está unida a la torre 4. En otra realización de acuerdo con la invención, la estructura de guía de viento 10 comprende estructuras de soporte que se extienden entre la parte trasera de la superficie 22 y el suelo G.
La estructura de guía de viento 10 se extiende desde el lado frontal 12 de la turbina eólica 40 hacia el lado posterior 14 de la turbina eólica 40. En otra realización de acuerdo con la invención, la estructura de guía de viento 10 está dispuesta en el lado frontal 12 de la turbina eólica 40 y no se extiende hacia el lado posterior 14 de la turbina eólica 40.
La Figura 3A ilustra una vista en perspectiva de un sistema de guía de viento 2 de acuerdo con un ejemplo de la invención, mientras que la Figura 3B ilustra una vista lateral del sistema de guía de viento mostrado en la Figura 3A. El sistema 2 de guía de viento comprende una estructura 10 de guía de viento en forma de placa que comprende una superficie 22 que tiene una geometría rectangular. El ángulo entre la superficie 22 y la vertical puede ser menor que el indicado en la Figura 3A y la Figura 3B.
La estructura de guía de viento 10 descansa sobre el suelo G detrás de la turbina eólica 40. La turbina eólica 40 comprende una torre 4 y una góndola dispuesta en la porción superior de la torre 4. La turbina eólica 40 comprende además un rotor que tiene tres aspas de rotor 6 unidas de forma giratoria a la góndola por medio de un cubo 8. La estructura de guía de viento 10 está dispuesta en el lado posterior 14 de la turbina eólica 40 y no se extiende hacia el lado frontal 12 de la turbina eólica 40.
La Figura 4A ilustra una vista en perspectiva de un sistema de guía de viento 2 de acuerdo con un ejemplo de la invención, mientras que la Figura 4B ilustra una vista lateral del sistema de guía de viento 2 mostrado en la Figura 4A. El sistema de guía de viento 2 comprende una estructura de guía de viento 10 que comprende una primera superficie 22 que tiene una forma rectangular y una segunda superficie 24 que tiene una forma rectangular. Las dos superficies 22, 24 están unidas en una cresta prevista en la porción superior de cada superficie 22, 24. La torre 4 se cruza con la porción central de la cresta. La primera superficie 22 está dispuesta en el lado frontal 12 de la turbina eólica 40, mientras que la segunda superficie 24 está dispuesta en el lado posterior 14 de la turbina eólica 40.
El extremo libre de cada una de las dos superficies 22, 24 descansa sobre el suelo G. La estructura de guía de viento 10 está básicamente dispuesta simétricamente con respecto a un plano vertical que se extiende paralelo al rotor e interseca el eje longitudinal de la torre 4.
La Figura 5A ilustra una vista frontal en perspectiva de un sistema de guía de viento 2 de acuerdo con un ejemplo de la invención, mientras que la Figura 5B ilustra otra vista en perspectiva del sistema de guía de viento 2 mostrado en la Figura 5A. El sistema de guía de viento 2 comprende una estructura de guía de viento 10, que comprende un primer segmento I que se extiende a lo largo de un eje longitudinal X y un segundo segmento II que se extiende a lo largo de un eje longitudinal Y. Los segmentos I, II están unidos entre sí. Cada segmento I, II puede corresponder básicamente a la estructura de guía de viento 10 mostrada en la Figura 4A y la Figura 4B. El eje longitudinal X de los primeros segmentos I y el eje longitudinal Y del segundo segmento II están en ángulo uno con respecto a otro. El ángulo a entre los ejes longitudinales X, Y se ilustra en la Figura 5A y la Figura 5B. El ángulo a entre los ejes longitudinales X, Y puede ser de aproximadamente 120 grados y 140 grados. En una realización de acuerdo con la invención, el ángulo a entre los ejes longitudinales X, Y es de aproximadamente 120 grados. En otra realización de acuerdo con la invención, el ángulo a entre los ejes longitudinales X, Y es de aproximadamente 100 grados. En una realización adicional de acuerdo con la invención, el ángulo a entre los ejes longitudinales X, Y es de aproximadamente 130 grados. En una realización adicional de acuerdo con la invención, el ángulo a entre los ejes longitudinales X, Y es de aproximadamente 140 grados.
Cada segmento I, II comprende una primera superficie 22 y una segunda superficie 24. La estructura de guía de viento 10 está unida a la torre 4 de una turbina eólica 40 que tiene un rotor con tres aspas de rotor 6 unidas al cubo 8 unido de forma giratoria a una góndola dispuesta en la porción superior de la torre 4. Las primeras superficies 22 de los segmentos I, II de la estructura de guía de viento 10 están dispuestas en el lado frontal 12 (frente a la torre 4). La porción más trasera de las segundas superficies 24 de los segmentos I, II de la estructura de guía de viento 10 está dispuesta en el lado posterior 14 (detrás de la torre 4).
La Figura 6A ilustra una vista lateral en perspectiva de un sistema de guía de viento 2 de acuerdo con un ejemplo de la invención, mientras que la Figura 6B ilustra un frente en perspectiva del sistema de guía de viento 2 mostrado en la Figura 6A. El sistema de guía de viento 2 comprende una estructura de guía de viento 10 que comprende un primer segmento I, que se extiende a lo largo de un eje longitudinal X, un segundo segmento II que se extiende a lo largo de un eje longitudinal Y y un tercer segmento III que se extiende a lo largo de un eje longitudinal Z. Se indica el ángulo p entre el eje longitudinal Y del segundo segmento II y el eje longitudinal Z del tercer segmento III.
El ángulo p puede ser de aproximadamente entre 140 grados y 100 grados, por ejemplo, de aproximadamente 120 grados En otra realización de acuerdo con la invención, el ángulo p es de aproximadamente 130 grados. En una realización adicional de acuerdo con la invención, el ángulo p es de aproximadamente 140 grados. En una realización adicional de acuerdo con la invención, el ángulo p es de aproximadamente 110 grados. En otra realización de acuerdo con la invención, el ángulo p es de aproximadamente 100 grados.
Se indica el intermedio el eje longitudinal X del primer segmento I y el eje longitudinal Y del segundo segmento II. El ángulo 0 puede ser de aproximadamente entre 140 grados y 100 grados, por ejemplo, de aproximadamente 120 grados En otra realización de acuerdo con la invención, el ángulo 0 es de aproximadamente 130 grados. En una realización adicional de acuerdo con la invención, el ángulo 0 es de aproximadamente 140 grados. En una realización adicional de acuerdo con la invención, el ángulo 0 es de aproximadamente 110 grados. En otra realización de acuerdo con la invención, el ángulo 0 es de aproximadamente 100 grados.
Cada segmento I, II, III comprende una primera superficie 22 y una segunda superficie 24. La estructura de guía de viento 10 está unida a la torre 4 de una turbina eólica 40 que tiene un rotor con tres aspas de rotor 6 unidas al cubo 8 unido de forma giratoria a una góndola dispuesta en la porción superior de la torre 4. Las primeras superficies 22 de los dos primeros segmentos I, II de la estructura de guía de viento 10 están dispuestas en el lado frontal 12 (frente a la torre 4). El tercer segmento III está dispuesto en el lado posterior 14 (detrás de la torre 4). En una realización preferente de acuerdo con la invención, los tres segmentos I, II, III están dispuestos simétricamente con respecto al plano sagital (atravesado por el eje longitudinal de la torre 4 y el eje del rotor).
La Figura 7A ilustra una vista frontal en perspectiva de un sistema de guía de viento 2 de acuerdo con un ejemplo de la invención, mientras que la Figura 7B ilustra un lado en perspectiva del sistema de guía de viento 2 mostrado en la Figura 7A. El sistema de guía de viento 2 comprende una estructura de guía de viento 10, que comprende un primer segmento I, que se extiende a lo largo de un eje longitudinal X, un segundo segmento II que se extiende a lo largo de un eje longitudinal Y, un tercer segmento III que se extiende a lo largo de un eje longitudinal Z y un cuarto segmento IV que se extiende a lo largo de un eje longitudinal Q. El ángulo a entre el eje longitudinal X del primer segmento I y el eje longitudinal Y del segundo segmento II puede ser de aproximadamente 90 grados. El ángulo p entre el eje longitudinal Y del segundo segmento II y el eje longitudinal Z del tercer segmento III también puede ser de aproximadamente 90 grados. El eje longitudinal X del primer segmento I se extiende paralelo al eje longitudinal Z del tercer segmento III. El eje longitudinal Y del segundo segmento II se extiende paralelo al eje longitudinal Q del cuarto segmento IV.
El ángulo p puede ser de aproximadamente entre 90 grados y 65 grados, por ejemplo, de aproximadamente 85 grados En otra realización de acuerdo con la invención, el ángulo p es de aproximadamente 80 grados. En otra realización de acuerdo con la invención, el ángulo p es de aproximadamente 75 grados. En una realización adicional de acuerdo con la invención, el ángulo p es aproximadamente 70 grados. En otra realización de acuerdo con la invención, el ángulo p es de aproximadamente 65 grados. El ángulo a y el ángulo p pueden variar caso por caso para optimizar el flujo.
El ángulo a entre el eje longitudinal X del primer segmento I y el eje longitudinal Y del segundo segmento II puede ser de aproximadamente entre 90 grados y 110 grados, por ejemplo, 90 grados. En otra realización de acuerdo con la invención, el ángulo a es de aproximadamente 95 grados. En una realización adicional de acuerdo con la invención, el ángulo a es de aproximadamente 100 grados. En una realización adicional de acuerdo con la invención, el ángulo a es de aproximadamente 105 grados. En otra realización de acuerdo con la invención, el ángulo a es de aproximadamente 110 grados.
Cada segmento I, II, III comprende una primera superficie 22 y una segunda superficie 24. La estructura de guía de viento 10 está simétricamente (con respecto al eje longitudinal de la torre 4) unida a la torre 4 de una turbina eólica 40 que tiene un rotor con tres aspas de rotor 6 unido al cubo 8 unido de forma giratoria a una góndola dispuesta en la porción superior de la torre 4.
El primer segmento I y el segundo segmento II de la estructura de guía de viento 10 están dispuestos en el lado frontal 12 (frente a la torre 4). El tercer segmento III y el cuarto segmento IV están dispuestos en el lado posterior 14 (detrás de la torre 4).
En algunos ejemplos, los cuatro segmentos I, II, III, IV pueden estar dispuestos simétricamente con respecto al plano sagital (atravesado por el eje longitudinal de la torre 4 y el eje del rotor) y/o con el plano frontal (atravesado por el eje longitudinal de la torre 4 y el plano de rotor).
La Figura 8A ilustra una vista lateral de un sistema de guía de viento 2 de acuerdo con un ejemplo de la invención, en el que la estructura de guía de viento 10 es un miembro de vela (cometa) 16 fijado al suelo G detrás de una turbina eólica 40. El viento 20 que se aproxima a la porción delantera de la turbina eólica 40 es guiado hacia abajo cuando fluye a través del área de apertura 34 del miembro de vela (cometa) 16. El miembro de vela 16 comprende una superficie de guía 30 dispuesta en la porción superior del miembro de vela 16. El viento delante y por encima de la turbina eólica se dirige hacia el área detrás del rotor y, por lo tanto, aumenta la velocidad del viento detrás del rotor. La superficie de guía 30 se proporciona en una posición vertical sobre la torre 4 y el rotor (provisto de tres aspas de rotor 6) de la turbina eólica 40.
El miembro de vela 16 está unido a una o más porciones de fijación 28 ubicadas en una o más estructuras de anclaje 26 dispuestas en el suelo G detrás de la turbina eólica 40. El miembro de vela 16 guía el viento 20 desde las capas de aire sobre el rotor hacia abajo. De este modo, el viento 20 de las capas de aire sobre el rotor acelerará el viento en la estela 18 detrás de la turbina eólica 40.
La Figura 8B ilustra una vista lateral de otro sistema de guía de viento 2 de acuerdo con la invención, en el que la estructura de guía de viento 10 es un miembro de vela 16 que tiene dos superficies de guía 30, 32, fijadas al suelo G delante de una turbina eólica 40 que tiene una torre montada en el suelo 4 y un rotor que tiene tres aspas de rotor 6 unidas a una góndola dispuesta en la porción superior de la torre 4. El viento 20 que se aproxima a la parte delantera de la turbina eólica 40 es guiado hacia abajo cuando el viento 20 fluye a través del miembro de vela 16 que comprende una primera superficie de guía 30 dispuesta en la porción superior del miembro de vela 16 configurada para dirigir el viento 20 hacia la estela, es decir, detrás del área de barrido de rotor, de la turbina 40 y una segunda superficie de guía 32 dispuesta debajo de la primera superficie de guía 30 configurada para dirigir el viento 20 hacia el rotor de la turbina eólica 40.
El miembro de vela 16 está unido a una o más porciones de fijación 28 dispuestas en el suelo G delante de la turbina eólica 40. El miembro de vela 16 guía el viento 20 desde las capas de aire por encima del rotor y al nivel del rotor hacia abajo. En consecuencia, el viento 20 guiado por el miembro de vela 16 acelera el viento tanto antes de la turbina eólica 40 como en la estela 18 detrás de la turbina eólica 40.
Las superficies de guía 30 y 32 de los ejemplos ilustrados en las Figuras 8A u 8B pueden comprender adicionalmente elementos de rigidez dispuestos en sus bordes. Estos elementos de rigidez pueden comprender una cámara de aire que cuando se infla puede proporcionar rigidez a las superficies de guía y/o mantener una determinada forma.
La Figura 9A ilustra una vista lateral de una guía de viento 44 de acuerdo con un ejemplo de la invención. La guía de viento 44 comprende una estructura de cometa superior 48 y una vela 46 unida a la porción inferior de la estructura de cometa 48. Se proporciona una abertura 42 en la guía de viento 44. La guía de viento 44 constituye una superficie de canalización de flujo configurada para recibir y guiar el viento, por lo que la dirección del viento se cambia de una primera dirección a otra dirección predefinida.
En algunos ejemplos, la guía de viento 44 puede comprender, en sus bordes, elementos de rigidez, similares a los del borde de una cometa de kitesurf (cometa de surf), que consisten en una cámara de aire, que se infla, puede hacer que la superficie de canalización del flujo adquiera una cierta forma.
En una realización de acuerdo con la invención, la forma de la superficie de canalización del flujo está hecha de tal manera que minimiza la turbulencia generada en el flujo y maximiza la velocidad del viento. La forma de la cometa se parecerá a un embudo adaptado al área de barrido de rotor.
La Figura 9B ilustra una vista lateral de un sistema de guía de viento 2 de acuerdo con un ejemplo de la invención, en el que la estructura de guía de viento es un miembro de vela (por ejemplo, una cometa) como el que se muestra en la Figura 8A, la Figura 8B o la Figura 9A. Sin embargo, el miembro de vela está en un estado no desplegado debido, por ejemplo, a condiciones climáticas adversas, almacenado en un recipiente 38 dispuesto en el suelo G frente a una turbina eólica 40 que tiene una torre 4 y un rotor que tiene tres aspas de rotor 6.
La Figura 10A y la Figura 10B ilustran el sistema y el procedimiento a través del cual la cometa podría desplegarse o retirarse de acuerdo con las condiciones climáticas en el sitio. La Figura 10A ilustra la presencia de un miembro de arrastre 72 configurado para arrastrar la superficie de guía 32 por encima del rotor de la turbina 40.
La Figura 10B ilustra el sistema en la mitad del despliegue completo. El miembro de arrastre 72 sigue arrastrando la superficie de guía 32 hacia la parte superior del rotor. En su estado de despliegue completo, que se muestra en la Figura 8B, el miembro de arrastre 72 y la superficie de guía 32 se colocarán por encima del rotor, la superficie de guía 32 tendrá el efecto descrito con referencia a la Figura 8B, canalizando el viento 20 hacia el rotor de la turbina 40, y/o canalizándolo hacia la estela.
La Figura 11A ilustra una vista lateral de un sistema de guía de viento 2 de acuerdo con un ejemplo de la invención, en el que el sistema de guía de viento 2 comprende una estructura dispuesta de guía de viento 10 de forma giratoria que comprende una superficie 22, en el que la estructura de guía de viento 10 está dispuesta en una posición descendida. La Figura 11B ilustra una vista lateral del sistema de guía de viento 2 mostrado en la Figura 11A, en el que la estructura de guía de viento 10 está dispuesta en una posición vertical.
La estructura de guía de viento 10 tiene una porción en forma de placa que tiene una superficie 22. Esta porción en forma de placa está en un primer extremo unida (enlazada) de forma giratoria a una estructura de soporte 62 por medio de un pivote 54. En el otro extremo, la porción en forma de placa que tiene la superficie 22 está unida de forma giratoria a un actuador 60 por medio de un pivote 54'. El actuador 60 está unido de forma giratoria a una estructura de soporte 62' por medio de un pivote 54''. El actuador 60 está conectado a una unidad de control 56 por medio de un cable 58.
En la posición vertical en la Figura 11A, se indica el ángulo 91 con respecto a la horizontal. En la posición vertical en la Figura 11B, se indica el ángulo 92 con respecto a la horizontal. El 92 puede ser de aproximadamente 110 grados. El 91 puede ser de aproximadamente 150 grados.
El actuador 60 es eléctrico, sin embargo, en otra realización de acuerdo con la invención, el actuador 60 puede ser accionado hidráulica o neumáticamente. En una realización de acuerdo con la invención, el sistema de guía de viento 2 comprende uno o más sensores configurados para detectar uno o más parámetros que incluyen la velocidad del viento. Otros parámetros pueden ser la velocidad de rotación del rotor, las temperaturas o la humedad del aire. La unidad de control 56 puede configurarse para activarse en base a uno o más parámetros proporcionados por el uno o más sensores.
En una realización de acuerdo con la invención, la unidad de control 56 está configurada para activarse en base a los datos de velocidad del viento proporcionados por uno o más sensores. Puede ser ventajoso que la unidad de control 56 esté configurada para colocar la estructura de guía de viento 10 en una posición vertical (como se muestra en la Figura 11A) cuando los datos de la velocidad del viento están por debajo de una velocidad del viento predefinida. Puede ser ventajoso que la unidad de control 56 esté configurada para colocar la estructura de guía de viento 10 en una posición descendida (como se muestra en la Figura 11B) cuando la velocidad del viento excede un nivel predefinido.
En la realización mostrada en la Figura 11A y la Figura 11B, la superficie 22 tiene una ranura (no mostrada) que permite que la superficie 22 esté dispuesta en la posición descendida como se muestra en la Figura 11A. La ranura está configurada para recibir la torre 4. En consecuencia, la anchura de la ranura debe ser igual o mayor que el diámetro de la torre 4 en la sección de la torre 4 que se inserta en la ranura.
En otra realización de acuerdo con la invención, la estructura de guía de viento 10 puede proporcionarse completamente delante de la torre 4. De este modo, no hay necesidad de proporcionar una hendidura o ranura en la superficie 22.
La Figura 11C muestra una vista lateral de un sistema de guía de viento 2 de acuerdo con un ejemplo de la invención, en el que el sistema de guía de viento 2 comprende una estructura de guía de viento 10 unida a la torre 4 de una turbina eólica 40. La estructura de guía de viento 10 está unida a la porción inferior de la torre 4 por medio de dos bastidores 64 fijados a la torre 4. Las estructuras de conexión se extienden entre cada bastidor 64 en la torre 4 y un bastidor 66 unido a la parte trasera de la estructura de guía de viento 10. Una estructura de conexión se extiende entre cada bastidor 66 unido a la parte trasera de la estructura de guía de viento 10 y el bastidor 64 correspondiente unido a la torre 4.
En una realización preferente de acuerdo con la invención, la estructura de guía de viento 10 está unida de forma deslizante a la torre 4. De este modo, la posición de la estructura de guía de viento 10 se puede cambiar deslizando la estructura de guía de viento 10 con respecto a la torre 4 por medio de dos bastidores 64 unidos de forma desmontable a la torre 4.
En otra realización de acuerdo con la invención, la estructura de guía de viento 10 está unida de forma deslizante a un miembro de vía unido a la torre 4.
La Figura 12A ilustra una vista lateral esquemática de una sección (la sección central) de un sistema de guía de viento 2 de acuerdo con un ejemplo de la invención. El sistema de guía de viento 2 comprende una estructura de guía de viento 10 provista como un miembro de vela fijado a una o más porciones de fijación 28 fijadas a una o más estructuras de anclaje 26 en el suelo G delante de una turbina eólica 40 que tiene una torre montada en el suelo 4 y un rotor que tiene tres aspas de rotor 6 unidas a una góndola dispuesta en la porción superior de la torre 4.
Como se explica con referencia a la Figura 8B, el viento que se aproxima a la porción delantera de la turbina eólica 40 es guiado hacia abajo cuando el viento fluye a través del miembro de vela 16 que comprende una primera superficie de guía 30 dispuesta en la porción superior del miembro de vela (cometa) 16. Por lo tanto, el viento por encima y por delante del rotor puede dirigirse hacia el área de barrido de rotor y en el área detrás del área de barrido de rotor. Aunque no se muestra, el miembro de vela 16 puede comprender una segunda superficie de guía dispuesta debajo de la primera superficie de guía 30. El miembro de vela 16 está configurado para guiar el viento desde las capas de aire por encima del rotor y al nivel del rotor hacia abajo. En consecuencia, el viento guiado por el miembro de vela 16 acelera el viento en la estela detrás de la turbina eólica 40.
El miembro de vela 16 comprende un sistema de tensión que comprende un primer cable 68, y un segundo cable 68' conecta la porción de unión con la primera superficie de guía 30 que constituye la porción más superior del miembro de vela 16. Las fuerzas aplicadas en los alambres 68, 68' y en el miembro de vela 16 se indican en la Figura 12.
El sistema de tensión está configurado para sostener la estructura y ajustar la posición del miembro de vela 16. El primer cable 68 y un segundo cable 68' del sistema de tensión están configurados para mantener la superficie de canalización de flujo en la posición y orientación óptimas con respecto a la turbina eólica 40 y el flujo del viento.
El sistema de tensión puede comprender uno, dos, tres, cuatro o más cables 68, 68' dependiendo de la velocidad del viento.
Para ajustar la orientación del sistema de tensión a diferentes velocidades del viento en el sitio, la longitud de los cables 68, 68' debe ajustarse de tal manera que la posición relativa del miembro de vela 16 haga que la fuerza "F" sea compensado por las fuerzas compuestas F'+ F''+ W como se expresa en la siguiente ecuación:
(1) F'+ F'' W = F,
en la que F es la fuerza que ejerce el viento sobre el miembro de vela 16, W es el peso del miembro de vela 16, F' es la fuerza (tensión) en el primer cable de tensión 68 y F'' es la fuerza (tensión) en el segundo cable de tensión 68'.
La fuerza de elevación L es una fuerza dirigida hacia arriba que impulsa el miembro de vela 16 hacia arriba. La fuerza de elevación L necesita ser compensada por el peso W del miembro de vela 16 y las fuerzas en los cables de tensión 68, 68' para hacer que el miembro de vela 16 se mantenga estable por encima de la turbina 40. La fuerza de arrastre D es una fuerza horizontal que necesita ser compensada por las fuerzas en los cables de tensión para que el miembro de vela 16 se mantenga estable frente a la turbina 40.
En el primer cable 68, la fuerza F' está dada por la suma de la fuerza de reacción de arrastre D' y la fuerza de reacción de elevación L'. Esto se puede expresar de la siguiente manera:
(2) F'= D' L'
Del mismo modo, en el segundo cable 68' la fuerza F'' viene dada por la suma de la fuerza de reacción de arrastre D'' y la fuerza de reacción de elevación L''. Esto se puede expresar de la siguiente manera:
(3) F'' = D '' L''
Para desplegar el miembro de vela principal 16 (puede haber varias secciones de vela principales), se puede aplicar un sistema de arrastre basado en el uso de miembros de vela auxiliares. El propósito de tales miembros de vela de arrastre (para arrastrar y desplegar los miembros de vela principal) puede ser diferente del propósito de los miembros de vela principal (para canalizar el flujo de viento hacia el área de barrido de rotor de la turbina o hacia la estela) y así, la forma será más similar a una cometa de surf.
La Figura 12B ilustra una vista superior de una porción de un parque eólico 70 que comprende una pluralidad de turbinas eólicas 40. Un sistema de guía de viento 2 está dispuesto en frente de cada turbina eólica 40 para aumentar la eficiencia del parque eólico 70 al reducir el efecto de estela como se explica con referencia a la Figura 1A.
Las Figuras 13A a 13C muestran un ejemplo de un sistema de guía de viento (2) que tiene una guía de viento (10) dispuesta en ángulo entre 0° y 30° con respecto a un eje vertical. La guía de viento (10) de las Figuras 13A a 13C comprende una superficie (22) para guiar el viento y una estructura (80) anclada a un suelo que soporta la superficie (22). La estructura comprende dos mástiles de soporte externos (81) dispuestos a ambos lados de la estructura (80). Además, la estructura de las Figuras 13A a 13C comprende uno o más mástiles de soporte internos (82) dispuestos entre los mástiles de soporte externos (81). En la Figura 13A, la estructura comprende diez mástiles de soporte internos, sin embargo, por razones de claridad, solo tres de ellos se indican en la Figura 13A. Los mástiles internos y externos soportan la superficie (22). La superficie (22) comprende una forma cóncava y se extiende desde un mástil de soporte externo al otro mástil de soporte externo a través de los mástiles de soporte internos. La forma cóncava de la superficie se enfrenta al viento que fluye hacia la turbina eólica.
En otros ejemplos, la estructura (80) puede comprender un número diferente de mástiles de soporte internos (81), por ejemplo, del 1 al 15.
En algunos ejemplos, la guía de viento (10) puede ser sustancialmente vertical, es decir, sustancialmente dispuesta en un ángulo de 0° con respecto al eje vertical. La guía de viento puede, por lo tanto, ser sustancialmente perpendicular al suelo.
La superficie puede estar hecha de un material flexible, por ejemplo, de un material textil o plástico. En otros ejemplos, se puede usar alternativamente otro material adecuado configurado para bloquear el flujo del viento. En el ejemplo de las Figuras 13A a 13C, la guía de viento (10) está dispuesta delante de la turbina eólica. En consecuencia, el sistema de guía de viento puede acelerar el flujo del viento hacia el área de barrido de rotor. El sistema de guía de viento puede acelerar adicionalmente una porción del viento que fluye desde un área que rodea el área de barrido de rotor hacia un área detrás del área de barrido de rotor que no fluye a través del rotor. En algunos ejemplos, el sistema de guía de viento (2) puede así acelerar el viento que fluye hacia el área de barrido de rotor y hacia un área detrás del área de barrido de rotor.
Alternativamente, la guía de viento puede estar dispuesta detrás de la turbina eólica, por ejemplo, al menos parcialmente detrás de la torre de turbina eólica. En otros ejemplos, la guía de viento puede estar dispuesta al menos parcialmente detrás de la torre de turbina eólica.
Como se muestra en las Figuras 13B a 13C, la longitud de la guía de viento puede ser superior al diámetro d1 del área de barrido de rotor. En otros ejemplos, la distancia entre los mástiles de soporte externos puede ser sustancialmente similar al diámetro del área de barrido de rotor.
En otros ejemplos, la distancia entre los mástiles de soporte externos puede ser inferior al diámetro del área de barrido de rotor.
Como se puede ver en la Figura 13C, la altura de la superficie en la región central puede ser menor que la altura en las regiones externas. La altura de la superficie en la región central puede ser, por ejemplo, entre 2/3 de las regiones externas. En esta figura, la altura disminuye de las regiones externas a la parte central de forma continua. En otros ejemplos, la altura puede reducirse en etapas.
En los ejemplos de las Figuras 13A a 13C, la superficie está conectada a las porciones más altas de los mástiles de soporte. Por lo tanto, la altura de los mástiles de soporte define la altura de la superficie. Sin embargo, en otros ejemplos, la superficie puede estar conectada a diferentes alturas de los mástiles de soporte. Por ejemplo, la superficie puede estar conectada de forma deslizante a los elementos de soporte y, por lo tanto, la altura de la superficie puede variar.
Las Figuras 14A a 14C muestran ejemplos de una configuración de superficie de un sistema de guía de viento de acuerdo con un ejemplo. Como se describió anteriormente, la altura de la superficie puede modificarse. La altura y, por lo tanto, el efecto de bloqueo de la guía de viento puede adaptarse al viento.
En estas figuras, la superficie puede estar conectada a diferentes alturas de los mástiles de soporte. En las Figuras 14A a 14B, la altura de la superficie disminuye de un mástil de soporte externo al otro mástil de soporte externo. En consecuencia, la velocidad del viento puede modificarse de manera diferente. Por ejemplo, en el área de menor altura, la velocidad del viento es menor que en el área de mayor altura. Esto puede ayudar a compensar las desalineaciones o diferencias de guiñada en el plano horizontal de la velocidad del viento producida, por ejemplo, por obstáculos levantados frente a la turbina eólica.
La Figura 14C muestra una configuración de superficie en la que la superficie no está conectada a la porción superior de los mástiles de soporte. La superficie puede estar conectada a las regiones centrales de los mástiles. La altura de la superficie en esta configuración puede ser la mitad de la altura máxima (altura máxima entendida como la altura de la superficie si estuviera conectada a la porción superior de los mástiles de soporte). La superficie puede estar conectada de forma deslizante a cada uno de los mástiles de soporte. En esta configuración, la velocidad del viento después de la guía de viento se acelera ligeramente. Esta configuración puede usarse a alta velocidad del viento cuando no es necesario aumentar aún más la velocidad del viento.
Lista de números de referencia
2 Sistema de guía de viento
4 Torre
6 Aspa
8 Cubo
10 Estructura de guía de viento
12 Lado frontal
14 Lado posterior
16 Miembro de vela (cometa)
18 Estela
20 Viento
22 Primera superficie
24 Segunda superficie
26 Estructura de anclaje
28 Porción de unión
30, 32 Superficie de guía
34 Área abierta
36 Área abierta
38 Recipiente
40 Turbina eólica
42 Abertura
44 Guía de viento
46 Vela
48 Estructura de cometa
50 Estructura de rejilla
52 Estructura de cubierta
54, 54', 54'' Pivote
56 Unidad de control
58 Cable
60 Actuador
62, 62' Estructura de soporte
64 Bastidor
66 Bastidor
68, 68' Cable
70 Parque eólico
72 Miembro de arrastre
80 Estructura
81 Mástil de soporte externo
82 Mástil de soporte interno
G Suelo
X, Y, Z, Q Eje
I, II, III, IV Segmento
di Diámetro de rotor
d2 Anchura
a, p, 0, u>, 91, 92 Ángulo
h Altura
F, F', F'' Fuerza
W Peso
L, L', L'' Elevación
D, D', D'' Fuerza de arrastre

Claims (12)

  1. REIVINDICACIONES
    i. Un sistema de guía de viento (2) para guiar el viento (20) por delante y/o por encima de una turbina eólica (40) desde una primera dirección hasta una segunda dirección;
    la turbina eólica (40) comprende una torre (4) y un rotor provisto de varias aspas de rotor (6) que definen un área de barrido de rotor;
    el sistema de guía de viento (2) comprende una guía de viento (10, 44) dispuesta y configurada para recibir viento (20) que rodea el área de barrido de rotor y para cambiar la dirección del viento (20) de tal manera que el viento (20) que sale de la guía de viento (10, 44) tenga otra dirección que el viento (20) recibido por la guía de viento (10, 44);
    estando la guía de viento (10, 44) dispuesta y configurada para dirigir el viento (20) que rodea el área de barrido de rotor a un área detrás del área de barrido de rotor (18) de tal manera que en el área detrás del rotor la velocidad del viento aumenta y la presión del viento se reduce, caracterizado porque la altura de la estructura de guía de viento (10) está comprendida entre un tercio y dos tercios de la distancia entre el suelo (G) y la punta de las aspas de rotor cuando están en su posición vertical más baja.
  2. 2. Un sistema de guía de viento (2) de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado porque la guía de viento (10, 44) comprende una superficie (22) que está en ángulo con respecto a la horizontal.
  3. 3. Un sistema de guía de viento (2) de acuerdo con la reivindicación 2, caracterizado porque la guía de viento (10, 44) comprende una superficie (22) que está en ángulo con respecto a la horizontal de tal manera que el viento horizontal (20) será guiado en una dirección vertical por la superficie (22) de tal manera que el viento que sale de la guía de viento (10, 44) se dirigirá hacia abajo o hacia arriba de tal manera que el viento que sale de la guía de viento (10, 44) tenga un componente de velocidad vertical distinto de cero.
  4. 4. Un sistema de guía de viento (2) de acuerdo con la reivindicación 3, caracterizado porque la guía de viento (10, 44) comprende una estructura de guía de viento montada en el suelo (10), estando dicha estructura de guía de viento (10) dispuesta en el suelo (G).
  5. 5. Un sistema de guía de viento (2) de acuerdo con las reivindicaciones 3 o 4, caracterizado porque la guía de viento (10, 44) comprende una estructura de guía de viento montada en el suelo (10), dicha estructura de guía de viento (10) comprende un miembro de vela (16) unido a una o más porciones de unión (28) dispuestas en el suelo (G) o en una o más estructuras de anclaje (26) dispuestas en el suelo (G).
  6. 6. Un sistema de guía de viento (2) de acuerdo con una de las reivindicaciones 3 a 5, caracterizado porque al menos parte de la guía de viento (10, 44) está dispuesta delante de la torre (4) de la turbina eólica (40).
  7. 7. Un sistema de guía de viento (2) de acuerdo con una de las reivindicaciones 3 a 6, caracterizado porque al menos parte de la guía de viento (10, 44) está dispuesta detrás de la torre (4) de la turbina eólica (40).
  8. 8. Un sistema de guía de viento (2) de acuerdo con una de las reivindicaciones 3 a 7, caracterizado porque la guía de viento (10) comprende una primera superficie (22) y una segunda superficie (24) en ángulo una con respecto a otra.
  9. 9. Un sistema de guía de viento (2) de acuerdo con una de las reivindicaciones 3 a 8, caracterizado porque la guía de viento (10) está unida a la torre (4) de la turbina eólica (40).
  10. 10. Un sistema de guía de viento (2) de acuerdo con una de las reivindicaciones 3 a 9, caracterizado porque la superficie (22) está en ángulo de 0 a 40 grados, preferentemente de 10 a 30 grados, tal como de 15 a 25 grados con respecto a la vertical.
  11. 11. Un sistema de guía de viento (2) de acuerdo con una de las reivindicaciones 3 a 10, caracterizado porque la guía de viento (10) comprende varios segmentos separados (I, II, III, IV) en ángulo uno con respecto a otro.
  12. 12. Un sistema de guía de viento (2) de acuerdo con una de las reivindicaciones 3 a 11, caracterizado porque la altura (2/3 h) de la estructura de guía de viento (10) corresponde a dos tercios de la altura (h) desde el suelo (G) al rotor.
    Un sistema de guía de viento (2) de acuerdo con una de las reivindicaciones 3 a 12, caracterizado porque la estructura de guía de viento (10) está dispuesta de forma móvil con respecto a la torre (4). Un procedimiento para guiar el viento (20) por delante y/o por encima de una turbina eólica (40) desde una primera dirección hasta una segunda dirección,
    la turbina eólica (40) comprende una torre (4) y un rotor provisto de varias aspas de rotor (6) que definen un área de barrido de rotor;
    en el que dicho procedimiento aplica un sistema de guía (2) que comprende una guía de viento (10, 44) dispuesta y configurada para recibir el viento (20) que rodea el área de barrido de rotor y para cambiar la dirección del viento (20) de tal manera que el viento (20) que sale de la guía de viento (10, 44) tenga otra dirección que la del viento (20) recibido por la guía de viento (10, 44), comprendiendo el procedimiento la siguiente etapa:
    - disponer la guía de viento (10, 44) en una posición y orientación, en la que está dispuesta y configurada para dirigir el viento (20) que rodea el área de barrido de rotor a un área detrás del área de barrido de rotor (18) de tal manera que en el área detrás del rotor la velocidad del viento aumenta y la presión del viento se reduce, caracterizado porque la altura de la estructura de guía de viento (10) se establece entre un tercio y dos tercios de la distancia entre el suelo (G) y la punta de las aspas de rotor cuando están en su posición vertical más baja.
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