ES2975033A1 - Generacion de energia electrica mediante aerogenerador de eje vertical utilizando las fuerzas eolicas de empuje y succion generadas por cualquier estructura, elemento constructivo o volumen edificatorio - Google Patents

Description

DESCRIPCIÓN

GENERACIÓN DE ENERGÍA ELÉCTRICA MEDIANTE AEROGENERADOR DE EJE VERTICAL UTILIZANDO LAS FUERZAS EÓLICAS DE EMPUJE Y SUCCIÓN GENERADAS POR CUALQUIER ESTRUCTURA, ELEMENTO CONSTRUCTIVO O VOLUMEN EDIFICATORIO

SECTOR DE LA TÉCNICA

La presente invención se refiere a la producción de energía eléctrica mediante un dispositivo en el que se instalan aerogeneradores de eje vertical, y que ubicado en cierta posición es capaz de interceptar las fuerzas de sobrepresión de aire tanto de empuje como de succión generadas por cualquier edificación, estructura, volumen o cuerpo constructivo, expuesto a la acción del viento.

Todo elemento expuesto al viento hace que la presión ejercida por el aire se incremente. La invención propuesta es un sistema que interactúa con el volumen edificatorio aprovechando ese incremento de fuerzas generado, pudiendo ser instalado tanto entre inmuebles o volúmenes muy cercanos, en cubiertas planas que posean pretiles o en el interior del edificio.

ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN

La generación de electricidad mediante la acción del viento sobre aerogeneradores eólicos se ha basado en la búsqueda de los lugares con la máxima exposición de la acción del viento, lugares alejados de toda edificación estructura o arboleda, así como lugares donde la posición fuese lo más elevada posible, ya que, a mayor altura, mayor es la presión eólica.

La presente invención también a de posicionarse lo más elevada posible aprovechando ese mayor empuje en altura, pero, por el contrario, ha de estar en contacto con el inmueble estructura o volumen, siendo en el interior uno de los lugares idóneos para su instalación. Esta es una forma novedosa de instalar un aerogenerador como se describirá más adelante, por lo que no se han encontrado antecedentes anteriores. Si se han encontrado similitudes de los diferentes elementos que componen el sistema o dispositivo, como puede ser el conducto de aire, el aerogenerador de eje vertical, o el deflector que dirige el aire a las palas del aerogenerador.

Este sistema no se basa en presentar un nuevo modelo de aerogenerador eólico, ya que la novedad del sistema se basa en su ubicación y en los elementos que componen el dispositivo para llevar a cabo su funcionamiento y mejora de su eficiencia.

Existen distintos tipos de aerogeneradores de eje vertical, siendo el primer diseño realizado, por la distribución de las palas y similitud con esta invención, el que podría ser más adecuado para llevar a cabo esta invención. El aerogenerador vertical fue inventado por el ingeniero finlandés Sigurd J. Savonius en 1922 (Referencia Patente: GR998B 1925-0814). Su invención fue ejecutada mediante el uso de dos mitades de un barril de petróleo, describiendo incluso una formula donde definía la potencia máxima que se obtenía en función de la velocidad del viento (Wikipedia). Posteriormente se han patentado una gran cantidad de distintos tipos de generadores verticales con distintas formas de las palas, pero como se ha comentado la invención no trata de proponer una nueva turbina vertical, por lo que se utilizará un de las ya existente en el mercado.

Po otro lado la invención posee un deflector móvil que estrecha el caudal de aire y lo dirige dentro del conducto hacia las palas de empuje. Con respecto este deflector, existe una invención con registro: (EP0247139A1 WIND TURBINE SYSTEM USING A SAVONIUS-TYPE ROTOR) en la que a un aerogenerador tipo Savonious y usando un apoyo desde un elemento ajeno al aerogenerador, se le coloca un deflector a modo de compuerta deslizante que va limitando el aire que recibe el aerogenerador desde una única dirección con lo que así controla la velocidad de este, pero sin discriminar si las palas que cubre son las de retorno o empuje. Además, según se ven en los esquemas, el sistema controla el aire procedente de una sola dirección, aunque el generador está expuesto a todas las direcciones, por lo que puede controlar el paso del aire cuando el aire proviene de otras direcciones.

El dispositivo además está compuesto por un conducto que canaliza el aire a través de una entrada cuya sección es troncocónica, y de mayor sección que la general del propio conducto. Este diseño obedece a generar una pantalla que capte el mayor volumen de aire posible, y mediante una reducción de la sección, poderlo acelerar. Esta canalización de aire podría ser análoga al conocido como túnel de viento, aunque hay notables diferencias entre ambos: por la manera, forma y uso de su funcionamiento. En un túnel de viento el aire es introducido mecánicamente, de una manera controlada y de sección uniforme para estudiar el comportamiento de un objeto a la acción del viento, pero en el caso de esta invención el aire no es introducido mecánicamente, sino que penetra libremente y acelerado mediante un estrechamiento para obtener la máxima velocidad posible por lo que las funciones y acciones son totalmente distintas.

EXPLICACIÓN DE LA INVENCIÓN

Para explicar el funcionamiento, primeramente, habría que exponer la naturaleza de cómo son generadas las fuerzas eólicas para así definir tanto la idoneidad de la ubicación, las mejoras en eficiencia, y los elementos que la componen para llevar a cabo su funcionamiento.

El aire es una acción o fuerza debida a los cambios de presión atmosférica en permanente movimiento alrededor de la superficie terrestre. Este aire en movimiento cuando incide sobre cualquier cuerpo o elemento constructivo transmite fuerzas de presión en las caras incidentes y otras de succión en las caras posteriores al bordear el objeto o cuerpo. A su vez, el aire al acceder través de cualquier abertura que posea dicho cuerpo o volumen constructivo, esa presión y succión es transmitida a las caras interiores del edificio, por lo que tanto los elementos de cerramiento tales como muros o ventanas quedaran expuestos a las acciones exteriores por su cara exterior como a la acción del aire por sus caras interiores. Estas acciones están normativamente recogidas para ser consideradas tanto en los elementos constructivos expuestos a dichas acciones, como los elementos estructurales que los sustentan.

Las acciones eólicas dependen de la situación geográfica de cada país, las cuales se establecen en función del nivel del terreno, exposición a la intemperie, distancia a la costa, formas de los elementos constructivos, ángulos, así como otros parámetros, y cada país genera su propia normativa en función de las particularidades de su situación geográfica. Para el caso de España es la normativa CTE SE-AE, donde se definen y se establecen las condiciones para establecer dichas acciones, como lo sería para el caso de Reino Unido el ‘Document A’ sobre Estructuras, del conjunto de normas ‘Building Regulation 2010’. Estas normativas como la de los países que se nombraran a continuación, han sido elaboradas y se rigen en base al estándar europeo, Eurocodigo 1, Acciones en las Estructuras - Part 1-4: General Actions - Wind actions, aprobadas por CEN el 4 Junio de 2004 en el EN 1991-1-4:2005 A1. Esta normativa es de aplicación en Austria, Bélgica, Chipre, República Checa, Dinamarca, Estonia, Finlandia, Francia, Alemania, Grecia, Hungría, Islandia, Irlanda Italia, Letonia, Lituania, Luxemburgo, Malta, Holanda, Noruega, Polonia, Portugal, Eslovaquia, Eslovenia, España, Suecia, Suiza e Inglaterra.

Estas acciones de succión y presión pueden ser ejercidas en cualquier elemento constructivo del inmueble expuesto a la acción del viento, y pueden recibir las siguientes posibles combinaciones:

• Una sola acción de succión o de presión.

• Ambas acciones de succión y presión en sentidos opuestos.

• Ambas de succión y presión la misma dirección.

De estas posibles combinaciones se buscan aquellos lugares donde se reciba ambas acciones en una misma dirección ya que son puntos donde el aerogenerador recibirá mayor acción eólica. Una de estas ubicaciones idóneas lo reciben todo aquel elemento constructivo que este situado entre dos oquedades o ventanas opuestas en el interior de un edificio, quedando expuestos a la acción eólica de presión y succión en una misma dirección. Estas mismas condiciones en las cuales ambas fuerzas se suman, además del interior de edificaciones, pueden darse sobre las cubiertas transitable, o incluso entre dos volúmenes o edificios muy cercanos entre ellos.

Estas fuerzas de presión y de succión aparecen en el Eurocodigo 1, descritas y tipificadas en tablas dependiendo de la morfología y zona del inmueble donde incida la presión de aire y en función de ello se determina un coeficiente de mayoración o minoración que se multiplicara por la presión de aire de la zona geográfica donde se instale el sistema.

Un elemento vertical, en este caso el aerogenerador, en el interior de un edificio, expuesto entre dos oquedades o ventanas por los que circula el aire, tomando las tablas del Eurocodigo 1 se obtiene los coeficientes a aplicar, y en función de la la precisa ubicación del aerogenerador en el inmueble estas pueden variar entre un mínimo y un máximo:

• Fuerzas de presión: mínimo de 1.2 hasta un máximo de 1.4, para las caras perpendiculares expuestas a la acción del viento.

• Fuerzas de succión: mínimo de -0.3 a -0.7, para las caras perpendiculares opuestas a la acción del viento.

Con la suma de ambos coeficientes por la presión de aire existente se obtiene la fuerza de aire a aplicar. Tomando los valores mínimos y máximos obtendríamos un incremento de presión de entre 1.5 a 2.1 veces superior a la que se obtendría comparando a un aerogenerador de las mismas características instalado al exterior en total exposición al viento.

Estos datos se han tomado para aberturas sobre la cara de un inmueble perpendicular a la dirección del viento, pero en el caso de una cubierta inclinada, la normativa establece valores negativos de succión en la cara expuesta y succión en la cara opuesta. Estos datos carecen de sentido ya que implicaría que la apertura de huecos en el interior el aire no circularía lo que implicaría un resultado nulo, lo cual empíricamente es imposible. Con esto solo podemos indicar que no podemos aplicar un coeficiente con certeza, con lo que siendo conservadores este valor podría estar entre 1 y 1.5 aunque todo apunta a que deberían usarse los valores de 1.5 a 2.1.

Además de esta ubicación en el interior del inmueble, deberá tener una posición lo más elevada posible, luego una posición idónea es la última planta o bajo la cubierta a dos aguas de viviendas cuyo uso suele ser destinado a almacenaje los lugares idóneos para su instalación.

Definida y expuesta la idoneidad de la ubicación, el siguiente punto será definir el tipo de generador que debe ser usado. Para los aerogeneradores existen dos tipos de tecnologías que los hacen muy diferentes:

• Aerogeneradores de rotor de eje horizontal cuyo eje de rotación se orienta con la dirección del viento.

• Aerogeneradores de eje Vertical (AEV), cuyo eje de rotación es transversal a la dirección del viento.

Los aerogeneradores más comunes y considerados más eficientes son los de eje horizontal, y tal es así, que la regulación y la ubicación se legisla sobre este tipo de aerogeneradores, sin diferenciarse de los de eje vertical. Sin embargo, para este propósito es necesario la utilización de aerogeneradores de eje vertical por diferentes motivos:

1. No necesitan estar orientados ya que reciben el empuje cuales quiera que sea la dirección del viento.

2. Admiten reducidas dimensiones.

3. Pueden funcionar estando ubicadas sobre la superficie del suelo con poca carga de viento en comparación con las de eje horizontal.

Por otro lado, al colocar el AEV entre dos aberturas o ventanas de un edificio no nos garantiza el paso de todo el aire que pasa por la superficie de ventana. Para ello habrá que canalizarlo utilizando un conducto con el que se podrá: recoger todo el aire que entre por la abertura, ya sea por presión o succión, controlar el paso del aire, la transmisión térmica, la emisión acústica, así como poder incrementar la velocidad y poder regular la velocidad de giro de las turbinas. Todas estas condiciones hacen que este tipo de aerogeneradores y siguiendo este diseño, pueda ser admitido técnicamente poder ser instaladas en zonas residenciales ya que el AEV quedara oculto en el interior del inmueble evitando el problema de la integración con el entorno, así como la interacción con las aves.

La instalación del AEV en un conducto permite además dirigir la acción del viento hacia las palas que impulsan, y además permite que el sistema funcione en ambos sentidos al conectar ambas aberturas opuestas. Esta disposición, además permite la posibilidad de la instalación de una o varias turbinas AEV en línea en un solo conducto.

Para aumentar la eficiencia del sistema, el conducto tendrá una apertura de entrada troncocónica, mayor que la dimensión de la turbina, y que al estrecharse el conducto se pueda aplicar el teorema de Bernoulli o también conocido como principio de Bernoulli para fluidos incompresibles o gases, en el que se demuestra que, tras una disminución de sección, se produce una pequeña disminución de presión del gas además de un aumento considerable de la velocidad del paso del aire

Pi 1/2 pv21= P2 1/2 pv22

Intuitivamente no se aprecia esa disminución de presión, pero si se aprecia ese incremento de velocidad, con lo que se consigue que incida más cantidad de aire sobre el sistema y consecuentemente mayor capacidad de generación eléctrica, y al ser simétrico el conducto, el mismo aumento de caudal por presión se obtiene por succión con lo que la eficiencia aumenta tanto por presión como por succión.

Los AEV están expuestos al aire sobre todas las palas, tanto a las que impulsa el sistema como a las que vuelven para retornar a ser impulsadas, en este caso frenándolas, de ahí que el aire que incide haga generar cierta resistencia de deceleración, aunque por la concavidad y convexidad de las palas el sistema ofrece distinta resistencia al aire y hace termine girando. Para evitar esto y consecuente mente una mejora de la eficiencia del sistema, se instala una compuerta móvil a modo de deflector para dirigir el aire únicamente sobre las palas que impulsen el AEV. Se consigue entonces evitar el freneado y además mediante un nuevo estrechamiento se acelera nuevamente el aire desviado y consecuentemente un nuevo aumento de velocidad con lo que nuevamente se incrementa la eficiencia del sistema.

Si el panel deflector continúa comprimiendo el aire, hará disminuir la presión hasta un punto que se llega a disminuir presión y velocidad con lo que aplicando nuevamente el teorema de Bernoulli implica una reducción de caudal y por consiguiente la reducción de la velocidad de giro el sistema.

Esta compuerta o panel deflector tendrá una estrecha relación con la velocidad de eje de la turbina y mediante un dispositivo de detección de la velocidad de giro del AEV, podrá ser programado para delimitar el número máximo de revoluciones, por franjas horarias, de esta manera si la corriente de aire es muy alta, el sistema se ira regulando para reducir el caudal, o aumentar el caudal cuando no existan limitaciones, manteniéndolo por debajo del máximo aconsejado según el fabricante del AEV. De esta manera se consigue un sistema totalmente autónomo programable con lo que se reduce la necesidad de intervenir o anular por inclemencias atmosféricas ya que estará siempre automáticamente protegido.

Tras la turbina se instalará otra compuerta móvil que quedará totalmente abierta para que favorezca la máxima succión, pero cuando el aire cambie de sentido ambas compuertas móviles podrán alternan su funcionamiento quedando confeccionado de esta manera como un sistema totalmente simétrico.

Al eliminar el empuje sobre las palas que retorna y por su mayor eficiencia, paseará una mayor facilidad de arranque y podrá producir electricidad a baja intensidad del aire, o porque el aire no incida perpendicularmente sobre las caras del inmueble, pudiendo por ello activarse, aunque incida en ángulo agudo. Por el contrario, en zonas de alta incidencia de corrientes de aire, podría admitir la utilización de mayores motores para aumentar la capacidad de producción, o incluso poder alinear varias turbinas en línea.

Definido el sistema, así como su funcionamiento, ciertos elementos constructivos son añadidos para la mejora en la integración con su entorno:

• Se le podrán añadir rejillas o lamas que evite la entrada de aves, además de aportar la seguridad necesaria para permitir el acceso al interior del conducto por mantenimiento que incluso limitara la visibilidad desde el exterior.

• Se recubrirá con material que aísle acústica y térmicamente para reducir tanto la transmisión térmica.

• Otra particularidad que beneficia la instalación de las turbinas verticales es que estas pueden admitir fijaciones tanto en su parte inferior como en su parte superior, mejorando su equilibrio, la disminución de vibraciones y permitir el reparto de esfuerzos.

Descrita la capacidad del sistema, su funcionamiento y las claras evidencias de su efectividad y rendimiento, hay ciertas condiciones en las cuales el sistema deja de funcionar, y es cuando la dirección del aire que incide sobre la cara exterior del inmueble posee un ángulo demasiado agudo con respecto la cara exterior del inmueble. Pero debido a la alta eficiencia, cuando el aire vuelva a incidir con mayor ángulo, el sistema comenzara a activarse, lo que hace que la orientación del inmueble con respecto a los vientos dominantes de la zona no sea un impedimento de viabilidad para poder ser instalado.

En definitiva, este diseño permite poder integrar un nuevo sistema de aporte energético no contaminante en zonas donde la energía solar es poco efectiva, así como poder ser complementario a otras fuentes de energía renovable ya que su funcionamiento no tiene limitación horaria, siendo más efectivo en la época de invierno, cuando las placas solares son menos eficaces con lo que puede abrir un nuevo campo para el desarrollo y mejora del funcionamiento de las turbinas eólicas de eje vertical.

Podemos resumir que el sistema al poder aprovechar la fuerza del viento en el interior de un inmueble, sobre la cubierta entre pretiles o entre volúmenes cercanos, por su diseño posibilita:

• Poder ser instalado en zonas residenciales al quedar totalmente ocultas poder controlar su velocidad para limitar emisiones sonoras, así como posibles vibraciones hace que pueda ser instalado incluso en viviendas adosadas con estructuras comunes.

• Ser un sistema eficiente con el que obtener mayor rendimiento energético y eficiencia en este tipo de aerogeneradores verticales, cuya estimación mínima total seria:

• Coeficiente 1.5 de la presión y succión ejercida por el aire.

• El aumento de las embocaduras de un de 50% más de superficie de entrada y salida, implicaría un incremento del 50% de eficiencia con lo que se pasaría a obtener 2.25 el coeficiente de presión y succión.

• El desvío de un mínimo del 50% del aire a las palas impulsoras implicaría un aumento de eficiencia de 50%, con lo que el sistema alcanzaría el 3.5 de eficiencia. Para el caso de cubiertas inclinadas, como se ha indicado anteriormente, ante el desconocimiento del coeficiente de incidencia del aire, y aun aplicando un coeficiente de 1, el sistema podría llegar a tener una eficiencia mínima de 2.25.

A estos datos hay que incrementar el aumento de eficiencia al eliminar el efecto de deceleración cuyo efecto abría que recogerlo de manera empírica.

• Un sistema que permite controlar la velocidad de giro lo que lo hace ser totalmente autónomo.

BREVE DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS

La descripción es complementada con los siguientes gráficos, así como el desarrollo de la instalación del sistema bajo una cubierta inclinada.

-Figura 1, 2 Y 3:muestra los esquemas de las distintas bandas tanto de presiones positivas, así como negativas de succión, representadas en la norma EN 1991-1-4: Eurocodigo 1, tabla 5.1 (Presiones en superficies). En particular es la Figura 3 en la que radica la base de esta invención, las fuerzas que se ejercen en un elemento y que recibe las fuerzas de presión y succión en el interior de un inmueble.

-Figura 4:esquema de como las fuerzas de presión (1) y de succión (2) aparecen entre un cuerpo (B) y otro (C) cercano, y como son ejercidas sobre un elemento intermedio (A), lugar donde se instalarían las turbina o turbinas en línea.

-Figura 5:esquema del sistema colocado sobre la cubierta transitable de un edificio (D) con pretiles o elementos añadidos que generen la presión (1) y succión (2) necesaria para instalar la turbina en el punto (A) circulado el aire a través del conducto (E).

-Figura 6:esquema del sistema colocado en la última planta del edificio (D), bajo la cubierta plana (E). La turbina es ubicada en la posición (A), recibiendo la presión (1) y succión (2).

-Figura 7:esquema del sistema colocado bajo la cubierta inclinada (F) sobre el edificio (D), recibiendo la presión (1) y succión (2). Turbina colocada en posición (A).

-Figura 8:túnel visto en sección longitudinal donde la turbina (3) se encuentra colocada en el centro. Una entrada de aire de sección (b) correspondería a la altura de la turbina, pero una entrada de aire con una mayor sección (B) se conseguiría un aumento de caudal.

-Figura 9:túnel visto en planta. donde la turbina (3) se encuentra colocada en el centro. Una entrada de aire de sección (a) correspondería con el ancho de la turbina, y un incremento de ancho de sección (A) para obtener mayor caudal. Del punto (6) al punto (7) se aumentaría la velocidad. Del punto (7) al (11) se vuelve a aumentar la velocidad. Con la compuerta (8) se evita frenar el sistema sobre las palas que retornan (9) al desviar el volumen de aire al punto (10). -Figura 10:Sección (axb) es la superficie de aire que recibiría una turbina expuesta a la intemperie (4), y sección (AxB) sería el incremento de superficie para incrementar el caudal de aire. Con solo este aumento se duplicaría el caudal recibido.

-Figura, 11, 12 y 13:Conducto mostrando el funcionamiento en ambos sentidos con la inclusión de una o varias turbinas.

-Figura 14:Representación del sistema en planta en una vivienda bajo cubierta inclinada junto a la siguiente vivienda adosada. Se aprecia la instalación de dos aerogeneradores en cada vivienda junto a la medianera además del aerogenerador instalado en la vivienda contigua.

-Figura 15: Sección Lateral del sistema instalado bajo cubierta inclinada -Figura 16: Vistadel panel deflector (8) dirigiendo el aire a las palas impulsoras y comprimiendo el aire para obtener la máxima velocidad (26). El caudal Q1 que entra por el Teorema de Bernoulli tiene que ser el mismo que le que sale Q2 (26).

-Figura 17: Vista del panel deflector comprimiendo el aire aún más. Al no haber presión suficiente (27) termina por reducirse el caudal que entra Q3 el cual es el mismo al que sale tras el deflector (28) Q4, con lo que se consigue la reducción de velocidad del sistema y una disminución de caudal Q1>Q3, por esa falta de presión al cerrar tanto la compuerta.

-Figura 18: Sección transversal de varias turbinas instaladas. Espacio por el que penetra el aire (26). Deflector (8).

-Figura 19:Alzado del inmueble como vista de diferentes conductos instalados, dejando espacio suficiente para la instalación de paneles solares en la parte superior de la cubierta.

REALIZACIÓN PREFERENTE DE LA INVENCIÓN

Se detalla la instalación de un sistema de turbina eólica bajo una cubierta inclinada con cerchas de madera.

Figura 15:hay que considerar que todo el conjunto debe estar sellado, así como el solape de las embocaduras de salida (12) con la membra impermeable bajo cubierta. En dichas aberturas deberán instalarse lamas (24) que permitan el paso del aire pero que impida tanto el acceso de aves, así como un acceso seguro de operarios durante el procedimiento de mantenimiento del sistema.

Al conducto se le ha podido dar un ángulo del 5% (14), hasta llegar a una zona que permanece horizontal y elevada (21). La parte superior del conducto (15) podría disponer de mayor ángulo (16) para así obtenerse mayor caudal de aire.

Una compuerta o panel deflector (8) podrá estrechar el paso del aire para generar mayor velocidad, así como controlar la velocidad de giro del aerogenerador.

La sujeción del conducto deberá estar de manera suspendida, para que así se haga trabajar correctamente las cerchas (23), aunque un estudio pormenorizado del cálculo estructural podría estimar el apoyo directo sobre los tirantes de la cercha.

Todo el sistema se envolverá con aislamiento acústico y térmico (21) para preservar la transmisión acústica, así como la perdida térmica. Mediante ensayo deberá estudiarse si el conducto necesita ser perforado para así preservar la transmisión acústica hacia el exterior.

La energía generada se conectará con las baterías (22) para posteriormente ser transformada mediante un inversor de corriente continua a corriente alterna y así poder ser utilizada en la vivienda.

Figura 14:Las cerchas de madera (típica construcción en madera usada en viviendas unifamiliares en Inglaterra). Estas son colocadas cada 600mm de distancia entre ejes por lo que el hueco libre es de 560mm (13), siendo este el ancho de todo el conducto exceptuando la amplitud debida al encastre de aerogenerador o aerogeneradores colocadas en el centro del conducto que deberá adaptarse al ancho de estas, y que deberán ajustarse lo máximo posible al diámetro de las palas de giro para asegurarse que todo el aire es usado para impulsar el sistema.

Al paso del aire por la turbina y mover las palas de la turbina, el aire traspasara la siguiente compuerta (17). Esta permanecerá abierta en su totalidad para que así obtener el mayor empuje de aire por succión.

Figura 18:La turbina deberá estar colocada sobre soportes que sobresalen de la medianera o cerramiento de la vivienda en la parte superior (18) y en la parte inferior (19), para poder liberar de cargas las cerchas. Un cálculo pormenorizado podría permitir el uso de las cerchas para la sujeción del AEV

El apoyo de la turbina deberá realizarse usando amortiguadores tipo silentcblock (20) para ayudar a disipar vibraciones, inferior y superiormente.

Claims (7)

REIVINDICACIONES

1. Nuevo procedimiento que consiste en utilizar los efectos de las acciones eólicas para la producción de energía eléctrica mediante aerogeneradores de eje vertical, y que, instalado en cierta posición, es capaz de interceptar las fuerzas de sobrepresión de aire tanto de empuje como de succión, generadas por cualquier edificación, estructura, volumen o cuerpo constructivo expuesto a la acción del viento. La captación se realiza a través de un dispositivo Fig.11, Fig.12 y Fig.13 compuesto por un conducto en el que se instalan una o varias turbinas eólicas en la parte central, así como dos deflectores en su interior para controlar el paso del aire.

2. Para llevar a cabo la producción de aire, el dispositivo según la reivindicación 1, deberá estar instalado en las siguientes ubicaciones:

- Interior de volúmenes edificatorios estructura o volumen expuesto frente a dos aberturas o ventanas opuestas Fig.3, Fig.6. Siendo los espacios generados bajo las cubiertas inclinadas, frente a dos aberturas opuestas Fig.7, uno de esos espacios idóneos para poder ser instalados.

- En cubiertas transitables tras dos aberturas opuestas en pretiles Fig.5. - Entre dos edificaciones muy cercanas, estructuras, volúmenes o cuerpos constructivos Fig.4.

3. Conducto troncocónico del dispositivo mencionado en la reivindicación 1, que posee embocaduras troncocónicas de entrada y salida que cubre toda la abertura de entrada de aire Fig.8(6), Fig.15(12), El conducto se irá reduciendo mediante una disminución de su sección Fig.8(7), para de esta manera acelerar el aire y hacerlo pasar por el aerogenerador a mayor velocidad. Con este diseño se consigue captar mayor caudal de aire.

4. Deflectores móviles automatizados instalados en el interior del conducto del dispositivo mencionado en la reivindicación 1. Fig.9(8), Fig.11(8) Fig.12(8), Fig.13(8), Fig.14(8), Fig.16(8), Fig.17(8), que realiza las siguientes funciones:

- El primer deflector semi abierto Fig.16(8), su primera función es evitar que el aire incida sobre las palas que retornan del aerogenerador vertical, con lo que se consigue aumento de la eficiencia.

- El primer deflector semi abierto Fig.16(8), su segunda función es dirigir el caudal de aire por presión a las palas de empuje, así como comprimirlo al presionarlo contra las paredes del conducto, y así aumentar nuevamente la velocidad del aire y por consiguiente un nuevo aumento de la eficiencia.

- El primer deflector semi abierto Fig.17(8), su tercera función es seguir comprimiendo el aire, conseguir perdida de presión y por consiguiente reducir de caudal de aire Fig.17 (Q3). Al provocar una pérdida de presión se hace reducir la velocidad del aerogenerador. De esta manera con un sistema electrónico que mida la velocidad de giro del aerogenerador, el deflector controlará el caudal de aire de paso, y mediante programación previa se podrá establecer la velocidad máxima de giro por discriminación horaria, así como limitar permanentemente que el aerogenerador o aerogeneradores no alcance el máximo de revoluciones recomendadas por el fabricante del aerogenerador en situaciones meteorológicas extremas. De esta manera se controla la emisión sonora al exterior, así como vibraciones molestas en horario nocturno. Con ello se podrán instalar múltiples turbinas incluso en viviendas adosadas Fig.19.

- El segundo deflector queda totalmente abierto para dejar actuar el aire por succión Fig.11(17) Fig.12(17), Fig.13(17).

- Ambos deflectores actuaran de manera alternada cuando el aire invierta la dirección de entrada al conducto.

5. Colocación de lamas en la entrada del conducto del dispositivo de la reivindicación 1. Fig.15(24), cuya función es impedir que las aves penetren en el conducto protegiéndolas de posibles impactos contra el aerogenerador, así como limitar la visión directa de la turbina.

6. Colocación de lamas en la entrada del conducto del dispositivo de la reivindicación 1, Fig.15(24) cuya función además de ser barrera de protección de aves como se ha mencionado en la reivindicación 4, hace la función de barrera de protección de personas por caídas en altura, con lo que permite el poder acceder al conducto desde el interior por motivos de mantenimiento de manera segura.

7. La colocación de las turbinas en el interior del dispositivo y por la instalación del sistema de manera oculta como se describe en la reivindicación 1. Hacen que este sistema en un entorno urbano quede totalmente integrado y por consiguiente pueda ser instalado en zonas residenciales sin que debiera existir ninguna restricción.