ES2999183B2 - Central aerogeneradora tubular - Google Patents
Central aerogeneradora tubularInfo
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Description
DESCRIPCIÓN
Central aerogeneradora tubular
Sector de la técnica
La presente invención se refiere a una central aerogeneradora tubular aplicable en el sector de la producción o generación, a partir de la energía eólica, de energía eléctrica aplicable en diferentes campos, tales como la producción de hidrógeno verde, autoconsumo o la recarga de baterías de vehículos eléctricos, terrestres, marítimos o aéreos.
Estado de la técnica anterior
Actualmente son conocidos diferentes dispositivos aerogeneradores que utilizan el viento para generar energía eléctrica, no obstante, todos se enfrentan a retos no resueltos, relacionados con una baja robustez mecánica, durabilidad y rendimiento, y altos costes de fabricación, instalación y mantenimiento.
Algunos de estos dispositivos conocidos son las torres de viento, las velas de rotor mecánico de Anemoi, el sistema “windcatcher” de Wind Catching Systems, la turbina de viento de Powernest. En el estado de la técnica también son conocidos diversos documentos, tales como las patentes: P2010001113, P201301047 y P201500140 del mismo titular de la presente invención.
El documento CN102644552 describe una torre de energía eólica dispuesta en el extremo superior de un túnel de viento en racimo. La torre de energía comprende: una rueda de turbina, un generador, una rueda centrífuga de turboventilador de eje vertical, un barril de máquina y una válvula de ajuste automático del viento; la presa de racimo comprende un tubo de chimenea alineado coaxialmente con la torre de energía, unas paredes verticales dispuestas radialmente en torno al tubo de chimenea y unas placas flotantes dispuestas entre las paredes verticales. Esta invención tiene unos elevados costes de construcción e instalación, y no permite su ampliación con sucesivas torres de energía.
El documento CN2806808Y describe un generador de energía eólica de transmisión por tubería colectora de energía, que está conectado a un conducto de aire mediante uno o más puertos colectores de aire en forma de trompeta, el conducto de aire desemboca en una sala de máquinas sellada, que está provista de un conducto de entrada de aire de tipo chimenea que se extiende hacia arriba.
El documento EP 0135799A2 describe una central eléctrica que utiliza la corriente de aire natural en túneles o chimeneas de minas y que comprende al menos una rueda de turbina eólica que acciona un generador y se coloca en una chimenea de la mina por encima del equipo conductor de aire. Esta invención tiene en inconveniente que su aplicación está limitada exclusivamente a minas.
Explicación de la invención
La central aerogeneradora tubular objeto de esta invención presenta unas características técnicas que pretenden solucionar algunos retos, en lo referente a la robustez mecánica, durabilidad, mayor producción terrestre o marítima, poca inversión y bajos costes de mantenimiento.
Otro objetivo de la invención es permitir la concentración en una torre vertical de la central aerogeneradora tubular de un número variable de turbinas, así como la agrupación lateral de varias torres verticales en poca superficie, de modo que se puede dimensionar o escalar y trabajar en cualquier edificio, en vehículos de transporte, o en cualquier ubicación sin limitaciones o requerimientos especiales.
La central aerogeneradora tubular utiliza la energía eólica para generar energía eléctrica limpia con la interacción de varios tubos. Un tubo de captación y suministro de energía eólica fijada en una torre, la canaliza, conduce y acelera por su interior hasta una boquilla que la proyecta contra la turbina de un generador eléctrico, produciendo electricidad.
La torre vertical se fija en una base o plataforma de soporte. Todos los elementos de la central aerogeneradora tubular son escalables y necesarios para generar energía eléctrica eólica renovable, aplicable en diferentes campos, tales como: la producción de hidrógeno verde, autoconsumo o la recarga de baterías de vehículos eléctricos, terrestres, marítimos o aéreos, siendo capaz de trabajar en múltiples lugares y posiciones.
La central aerogeneradora tubular permite unir o apilar varias torres verticales, provistas de un número variable de generadores eléctricos, en el terreno de una turbina eólica tradicional, minimizando el espacio ocupado y reduciendo el impacto medioambiental. Esta central aerogeneradora puede trabajar en tierra, sobre barcos o plataformas flotantes, en trenes, en vehículos de transporte cuando están en marcha, allí donde exista una corriente de viento y se pueda fijar. Esta invención reduce los costes de inversión y mantenimiento comparado los dispositivos aerogeneradores existentes actualmente.
La central aerogeneradora tubular objeto de la invención comprende al menos una torre vertical que comprende al menos un tramo hueco provisto de una boca superior, una boca inferior y una abertura lateral; y que dispone en su interior de un generador eléctrico y de un tubo de captación y suministro de energía eólica para el accionamiento giratorio del generador eléctrico dispuesto en el interior de dicho tramo hueco de la torre.
El mencionado tubo de captación y suministro de energía eólica está montado en la correspondiente abertura lateral del tramo hueco de la torre y que comprende: una boca exterior de entrada de aire, dispuesta en una posición enrasada o sobresaliente respecto a dicha abertura lateral de la torre vertical; una boquilla de salida de aire dispuesta en el interior de la torre, y unas paredes laterales que definen entre la boca de entrada y la boquilla de salida un conducto de circulación de aire, de sección decreciente, previsto para acelerar el aire circulante por su interior y proporcionar la energía eólica empleada para accionar el generador eléctrico.
El mencionado tubo de captación y suministro de energía eólica puede presentar una forma troncocónica, tronco piramidal, de embudo, de cuerno o cualquier otra de sección decreciente adecuada para provocar la aceleración del aire que sale por la boquilla y que está destinado a provocar el accionamiento del generador eléctrico.
Por su parte, el generador eléctrico alojado en el tramo hueco de chimenea está provisto de una turbina accionada por la energía eólica suministrado por la boquilla del correspondiente tubo de captación y suministro, y montada en el interior de la torre con posibilidad de giro respecto a un eje dispuesto en un plano perpendicular a la dirección de circulación del aire suministrado por dicha boquilla.
Según la invención y de forma preferente, el conducto de circulación de aire, definido por tubo de captación y suministro de energía eólica, se puede disponer inclinado en dirección ascendente en el interior de la torre, con la boquilla orientada en dirección vertical hacia la boca superior de la torre, y tangencialmente a la trayectoria circunferencial de la turbina del generador eléctrico. Mediante esta disposición se consigue un mayor aprovechamiento de la energía eólica debido a la combinación del efecto chimenea producido en el interior de la torre y el efecto Venturi producido por la aceleración del aire en la boquilla.
Opcionalmente, se ha previsto que dicho conducto de circulación de aire y la boquilla de salida puedan estar orientados horizontalmente en el interior de la torre y dispuestos tangencialmente a la trayectoria circunferencial de turbina.
También de forma opcional, se ha previsto que el conducto de circulación de aire pueda estar inclinado en dirección descendente en el interior de la torre y la boquilla orientada en dirección vertical hacia el extremo inferior de la torre. Con la orientación de los conductos de circulación de aire en horizontal o hacia la zona inferior se produce el efecto Coanda.
Una característica de esta invención es la posibilidad de incrementar la capacidad de producción de la central aerogeneradora tubular, disponiendo un número variable de tramos huecos, con los respectivos componentes interiores, superpuestos verticalmente.
En este sentido la invención puede comprender una torre con dos o más tramos huecos superpuestos, unidos por sus bocas enfrentadas, superior e inferior, y provistos de los correspondientes generadores, turbinas y tubos de captación y suministro de energía eólica a las turbinas.
También se ha previsto que la central aerogeneradora tubular pueda comprender una agrupación de torres, con uno o más tramos huecos superpuestos verticalmente, concentradas sobre una plataforma fija o transportable, dispuesta en tierra, sobre el mar, en cualquier tipo de vehículo de transporte o en cualquier otra ubicación.
Breve descripción de los dibujos
Para complementar la descripción que se está realizando y con objeto de facilitar la comprensión de las características de la invención, se acompaña a la presente memoria descriptiva un juego de dibujos en los que, con carácter ilustrativo y no limitativo, se ha representado lo siguiente:
- La figura 1 muestra una vista en alzado de un ejemplo de realización de la central aerogeneradora tubular según la invención en la que la torre comprende un único tramo hueco, seccionado verticalmente y, que comprende en su interior tres tubos de captación y suministro de energía eólica orientados hacia la zona superior y tres generadores eléctricos con las respectivas turbinas.
- La figura 2 muestra una vista en alzado de una variante de realización de la central aerogeneradora tubular, con una configuración modular, en la que la torre comprende tres tramos de torre superpuestos provistos, cada uno de ellos, de un tubo de captación y suministro de energía eólica orientado hacia la zona superior y un generador eléctrico con la correspondiente turbina.
- La figura 3 muestra una vista ampliada en alzado del tramo inferior de la torre de la figura 2.
- La figura 4 muestra un ejemplo de realización de la central aerogeneradora tubular, formada por una agrupación en horizontal de varias torres trabajando juntas, para incrementar la capacidad de producción de la energía eléctrica de la central aerogeneradora.
- La figura 5 muestra una vista esquemática, en alzado, de una variante de realización de la central aerogeneradora tubular, según la invención, comprendiendo una agrupación de torres verticales, de diferentes alturas, adosadas lateralmente y concentradas sobre una base o plataforma.
Exposición detallada de modos de realización de la invención
En el ejemplo de realización mostrado en la figura 1 la central aerogeneradora tubular comprende una torre (1), compuesta en este caso por un único tramo hueco (1a) provisto de una boca superior (11), una boca inferior (12) y tres aberturas laterales (13) en las que se encuentran montados sendos tubos (2) de captación y suministro de energía eólica, para el accionamiento giratorio de las turbinas (31) de sendos generadores eléctricos (3) dispuestos en el interior de la torre (1).
Los tubos (2) de captación y suministro de energía eólica se encuentran montados en las correspondientes aberturas laterales (13) de la torre (1) y que comprenden: una boca exterior (21) de entrada de aire, que en el ejemplo mostrado está dispuesta en una posición sobresaliente respecto a la abertura de lateral (13) de la torre vertical (1); una boquilla (22) de salida de aire dispuesta en el interior de la torre (1), y unas paredes laterales que definen, entre la boca de entrada y la boquilla (22) de salida, un conducto (23) de circulación de aire, de sección decreciente, previsto para acelerar el aire circulante empleado para accionar las turbinas (31) de los generadores eléctricos (3).
Las turbinas (31) son accionadas por el aire suministrado por las boquillas (22) y se encuentran montadas en el interior de la torre, con posibilidad de giro respecto a unos ejes (32) dispuesto en un plano horizontal, perpendicular a la dirección vertical de circulación del aire suministrado por las respectivas boquillas (22).
En esta realización los tubos (2) presentan una configuración a modo de tronco de cono oblicuo; los conductos (23) de circulación de aire se encuentran inclinados en dirección ascendente en el interior de la torre (1) y las respectivas boquillas (22) están orientadas en dirección vertical hacia la boca superior de la torre (1), para provocar el giro de las respectivas turbinas de los generadores se eléctricos.
Las turbinas (31), los generadores eléctricos (3) y los tubos (2) de captación y suministro de energía eólica se fijan a la torre (1) mediante unas fijaciones (4).
Los tubos (2) captan la energía eólica por la boca exterior (21) y la canalizan por el conducto de circulación (23), de sección decreciente, provocando su aceleración hasta la boquilla (22) que la proyecta contra la correspondiente turbina (31) accionado el generador eléctrico (3) asociado a dicha turbina, produciendo energía eléctrica.
El viento circulante en sentido ascendente genera, a la salida de la boquilla, un efecto Venturi que se suma al efecto chimenea de la torre, incrementando la energía eólica que actúa sobre las turbinas y consiguientemente el rendimiento de la central aerogeneradora tubular. El viento utilizado para el accionamiento de cualquiera de las turbinas (31) continúa su movimiento ascendente por el interior de la torre (1) contribuyendo al accionamiento de las turbinas dispuestas en una posición más elevada.
En dicha figura 1, la boca inferior (12) de la torre (1) se encuentra montada sobre una base o plataforma (5) de soporte; disponiendo dicha torre (1) en una zona próxima a su extremo inferior de un orificio (14) lateral de circulación de aire que favorece el empuje vertical de la energía eólica o efecto chimenea.
En el ejemplo mostrado en la figura 2, la torre (1) comprende varios tramos huecos (1a) superpuestos, con sus bocas superior e inferior (11, 12) enfrentadas y provistos interiormente de los correspondientes generadores eléctricos (3), turbinas (31) y tubos (2) de captación y suministro de energía eólica para el accionamiento de las turbinas (31) de dichos generadores. Como se puede observar en las figuras 2 y 3, los mencionados tramos huecos (1a) de chimenea disponen en una de sus bocas, en este ejemplo en la boca superior (11) un ensanchamiento (15) para el acoplamiento en su interior de la boca inferior (12) del tramo (1a) inmediato superior. En la figura 4 se muestra la central aerogeneradora tubular, formada por una agrupación en horizontal de varias torres (1) trabajando juntas, para incrementar la capacidad de producción de la energía eléctrica de la central aerogeneradora.
En la figura 5 se muestra un ejemplo de realización de la central aerogeneradora tubular que comprende una agrupación de torres (1), de diferentes alturas, adosadas lateralmente y concentradas sobre una base o plataforma (5) fija o transportable, lo que permite apreciar la facilidad para concentrar múltiples torres trabajando a la vez en un espacio reducido.
Claims (8)
1. Central aerogeneradora tubular, caracterizada porque comprende:
- al menos una torre (1) vertical que comprende al menos un tramo hueco (1a) provisto de una boca superior (11), una boca inferior (12) y una abertura lateral (13);
- al menos un tubo (2) tubo de captación y suministro de energía eólica, montado en la correspondiente abertura lateral (13) del tramo hueco (1a) de la torre (1) y que comprende: una boca exterior (21) de entrada de aire, dispuesta en una posición enrasada o sobresaliente respecto a dicha abertura de lateral (13) de la torre vertical (1); una boquilla (22) de salida de aire dispuesta en el interior de la torre (1), y unas paredes laterales que definen entre la boca exterior (21) y la boquilla (22) de salida un conducto (23) de circulación de aire, de sección decreciente, previsto para acelerar el aire circulante por su interior y;
- al menos un generador eléctrico (3) provisto de una turbina (31) accionada por el aire suministrado por la correspondiente boquilla (22), y montada en el interior de la torre (1) con posibilidad de giro respecto a un eje (32) dispuesto en un plano perpendicular a la dirección de circulación del aire suministrado por dicha boquilla (22).
2. Central aerogeneradora tubular, según la reivindicación 1, en la que el conducto (23) de circulación de aire se encuentra inclinado en dirección ascendente en el interior de la torre (1) y la boquilla (22) está orientada en dirección vertical hacia la boca superior de la torre (1).
3. Central aerogeneradora tubular, según la reivindicación 1, en la que el conducto (23) de circulación de aire y la boquilla (22) de salida de aire se encuentran orientados horizontalmente en el interior de la torre.
4. Central aerogeneradora tubular, según la reivindicación 1, en la que el conducto (23) de circulación de aire se encuentra inclinado en dirección descendente en el interior de la torre (1) y la boquilla (22) está orientada en dirección vertical hacia el extremo inferior de la torre (1).
5. Central aerogeneradora tubular, según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en la que la torre (1) comprende dos o más tramos huecos (1a) superpuestos, unidos por sus bocas superior e inferior (11, 12) enfrentadas y provistos de los correspondientes generadores eléctricos (3), turbinas (31) y tubos (2) de captación y suministro de energía eólica para el accionamiento de las turbinas (31).
6. Central aerogeneradora tubular, según cualquier reivindicación anterior, en el que la boca inferior (12) de la torre (1) se encuentra montada sobre una base o plataforma (5) de soporte.
7. Central aerogeneradora tubular; según cualquier reivindicación anterior, en la que la torre (1) dispone en una zona próxima a su extremo inferior de un orificio (14) lateral de circulación de aire.
8. Central aerogeneradora tubular, según cualquier reivindicación anterior, que comprende una agrupación de torres (1) concentradas, adosadas lateralmente y concentradas sobre una base o plataforma (5) fija o transportable.
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| BA2A | Patent application published |
Ref document number: 2999183 Country of ref document: ES Kind code of ref document: A1 Effective date: 20250224 |
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Ref document number: 2999183 Country of ref document: ES Kind code of ref document: B2 Effective date: 20250714 |