ITMI20090895A1 - WIND ELECTRIC GENERATOR - Google Patents
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Description
Titolo: ELETTROGENERATORE EOLICO Title: WIND GENERATOR
Descrizione Description
[0001]. La presente invenzione riguarda un dispositivo per la generazione di energia elettrica da fonti rinnovabili ed in particolare un elettrogeneratore eolico. [0001]. The present invention relates to a device for generating electricity from renewable sources and in particular to a wind generator.
[0002]. La generazione di energia elettrica da fonti rinnovabili è diventata negli ultimi anni un’esigenza sempre più sentita a livello mondiale. Il rischio che, in un tempo non troppo lontano, l’estrazione di petrolio possa interrompersi o rallentare per esaurimento dei giacimenti o anche per altre cause di natura politica o economica ha dato un impulso alla ricerca di nuove fonti energetiche. Motivi di carattere ecologico hanno poi concentrato molti sforzi sullo sviluppo di sistemi a basso impatto ambientale, soprattutto su quei sistemi che non comportano lo scarico di sostanze nocive nell’aria o nell’acqua. Tra questi sistemi si annoverano i generatori ad energia solare, lo sfruttamento di energia geotermica e gli elettrogeneratori eolici. [0002]. In recent years, the generation of electricity from renewable sources has become an increasingly felt need worldwide. The risk that, in a not too distant time, oil extraction could stop or slow down due to depletion of fields or even for other causes of a political or economic nature has given an impetus to the search for new energy sources. Ecological reasons have then concentrated many efforts on the development of systems with low environmental impact, especially on those systems that do not involve the discharge of harmful substances into the air or water. These systems include solar energy generators, the exploitation of geothermal energy and wind generators.
[0003]. L’energia eolica è già ampiamente sfruttata in USA, Europa ed in altri Paesi industrializzati, soprattutto in quei Paesi esposti ad una notevole ventilazione. La necessità di allargare il suo utilizzo potenzialmente a tutto il territorio e ad ogni condizione meteorologica ha spinto verso lo sviluppo di dispositivi ad alta efficienza, cioè tali da lavorare vantaggiosamente anche in presenza di una bassa ventilazione. [0003]. Wind energy is already widely exploited in the USA, Europe and other industrialized countries, especially in those countries exposed to considerable ventilation. The need to potentially extend its use to the whole territory and in all weather conditions has pushed towards the development of high efficiency devices, that is, such as to work advantageously even in the presence of low ventilation.
[0004]. Gli elettrogeneratori eolici sono generalmente costituiti da una torre alta anche più di 100 metri, in modo da meglio intercettare il vento, sulla cui sommità è posizionato il generatore elettrico. Il generatore elettrico è costituito da un alternatore e da un motoriduttore il cui albero viene messo in rotazione, tramite opportuni ingranaggi, da un’elica di grandi dimensioni che capta l’energia eolica. [0004]. Wind generators generally consist of a tower even more than 100 meters high, in order to better intercept the wind, on top of which the electric generator is positioned. The electric generator consists of an alternator and a gearmotor whose shaft is rotated, through appropriate gears, by a large propeller that captures the wind energy.
[0005]. Gli impianti eolici noti hanno però vari inconvenienti che ne limitano la diffusione. Innanzitutto, le difficoltà di installazione, che richiedono il trasporto ed il posizionamento degli elementi di grande dimensione e peso ingente che formano l’impianto, rendono sostanzialmente inattuabile l’installazione nei punti più elevati e quindi difficilmente accessibili. In ogni caso, il costo di installazione e di manutenzione è estremamente alto, in quanto è necessario utilizzare attrezzature, in particolare gru, di grande dimensione. [0005]. However, known wind power plants have various drawbacks which limit their diffusion. First of all, the installation difficulties, which require the transport and positioning of the large and heavy elements that make up the system, make installation in the highest and therefore difficult to access points substantially impracticable. In any case, the cost of installation and maintenance is extremely high, as it is necessary to use equipment, in particular cranes, of large dimensions.
[0006]. In secondo luogo, l’impatto visivo degli impianti noti è tale da scoraggiare l’installazione in ambienti paesaggisticamente tutelati. E’ infatti impossibile mimetizzare gli impianti sopra descritti in un ambiente naturale. [0006]. Secondly, the visual impact of the known systems is such as to discourage installation in landscape-protected environments. It is in fact impossible to camouflage the plants described above in a natural environment.
[0007]. Un altro problema legato ai generatori eolici noti è l’efficienza di funzionamento. Mentre in alcuni casi la ventilazione è così debole o addirittura assente da far crollare la produttività dell’impianto, nei momenti di forte ventilazione si può invece ottenere un iperproduzione energetica che fa sorgere problemi di stoccaggio e distribuzione, nonché di sicurezza strutturale e meccanica. In sostanza quindi gli impianti eolici sono affetti dal problema di discontinuità di funzionamento. [0007]. Another problem related to known wind generators is the operating efficiency. While in some cases the ventilation is so weak or even absent as to cause the productivity of the system to collapse, in times of strong ventilation it is possible to obtain an energy hyperproduction that gives rise to storage and distribution problems, as well as structural and mechanical safety. In essence, therefore, wind power plants are affected by the problem of discontinuity in operation.
[0008]. Lo scopo della presente invenzione è quindi quello di mettere a disposizione un elettrogeneratore eolico che indirizzi uno o più dei problemi su esposti. [0008]. The object of the present invention is therefore to provide a wind generator which addresses one or more of the above problems.
[0009]. Tale scopo è raggiunto da un elettrogeneratore eolico come delineato nelle annesse rivendicazioni, le cui definizioni formano parte integrante della presente descrizione. [0009]. This object is achieved by a wind generator as outlined in the attached claims, the definitions of which form an integral part of the present description.
[0010]. Ulteriori caratteristiche ed i vantaggi della presente invenzione diverranno più evidenti dalla seguente descrizione di una forma di realizzazione fatta a puro titolo d’esempio non limitativo in cui: [0010]. Further features and advantages of the present invention will become more evident from the following description of an embodiment made purely by way of non-limiting example in which:
– la Figura 1 rappresenta una vista laterale in sezione di un elettrogeneratore eolico secondo l’invenzione; - Figure 1 represents a sectional side view of a wind generator according to the invention;
– la Figura 2 rappresenta una vista schematica dall’alto della turbina dell’elettrogeneratore eolico di figura 1; - Figure 2 represents a schematic top view of the turbine of the wind generator in figure 1;
- la Figura 3 rappresenta una vista laterale in sezione di un particolare dell’elettrogeneratore eolico di figura 1; - Figure 3 represents a sectional side view of a detail of the wind generator in Figure 1;
- la Figura 4 rappresenta una vista schematica di un particolare dell’impianto eolico di figura 1; - Figure 4 represents a schematic view of a detail of the wind power plant of Figure 1;
- la Figura 5 rappresenta una vista laterale in sezione di una particolare di una diversa forma di realizzazione dell’elettrogeneratore eolico secondo l’invenzione. - Figure 5 represents a sectional side view of a detail of a different embodiment of the wind generator according to the invention.
[0011]. Con riferimento alle figure, l’elettrogeneratore eolico dell’invenzione, indicato nel suo complesso con il numero 1, comprende una torre 2 sulla cui sommità sono disposti dei mezzi di captazione 3 del vento. [0011]. With reference to the figures, the wind generator of the invention, indicated as a whole with the number 1, comprises a tower 2 on the top of which wind capture means 3 are arranged.
[0012]. La torre 2 può avere forma tubolare, come mostrata nel disegno, o forma a traliccio, in sostanza simile a quella di una gru. In quest’ultimo caso, tutta la struttura avrà un peso minore ed un impatto visivo più aereo, senza per questo rinunciare a solidità e stabilità. [0012]. The tower 2 can have a tubular shape, as shown in the drawing, or a lattice shape, essentially similar to that of a crane. In the latter case, the whole structure will have a lower weight and a more aerial visual impact, without sacrificing solidity and stability.
[0013]. La torre 2 potrà essere realizzata in cemento, acciaio o altre leghe metalliche e potrà essere verniciata in un colore consono all’ambiente circostante. [0013]. Tower 2 can be made of concrete, steel or other metal alloys and can be painted in a color appropriate to the surrounding environment.
[0014]. La torre 2 è cava, in modo da far passare al suo interno i necessari servizi (ascensore, impianto elettrico, ecc.), la cablatura e i cavi per l’energia elettrica prodotta. [0014]. Tower 2 is hollow, in order to pass the necessary services (lift, electrical system, etc.), wiring and cables for the electricity produced inside.
[0015]. I mezzi di captazione 3 del vento disposti sulla sommità della torre 2 constano di un involucro 6 in cui è alloggiata una turbina 7 ad asse verticale. [0015]. The wind capturing means 3 arranged on the top of the tower 2 consist of a casing 6 in which a turbine 7 with a vertical axis is housed.
[0016]. La turbina 7 comprende un distributore 8 ed una girante 9. Il distributore 8, che costituisce le pareti laterali dell’involucro 6, comprende una pluralità di alette 10 orientabili, in modo da meglio sfruttare la forza di impatto del vento sulla girante 9. Come mostrato in modo esemplificativo per una sola aletta 10 in figura 2, l’orientazione di tutte le alette 10 potrà avvenire grazie ad una loro rotazione, mostrata dalle frecce, attorno ad un asse verticale 11, imperniato sulla struttura dell’involucro 6. [0016]. The turbine 7 comprises a distributor 8 and an impeller 9. The distributor 8, which constitutes the side walls of the casing 6, comprises a plurality of adjustable fins 10, so as to better exploit the force of impact of the wind on the impeller 9. As shown by way of example for a single fin 10 in figure 2, the orientation of all the fins 10 can take place thanks to their rotation, shown by the arrows, around a vertical axis 11, hinged on the structure of the casing 6.
[0017]. In una forma di realizzazione, la superficie laterale dell’involucro 6, esternamente rispetto alle alette 10, comprende una rete a maglie larghe (non mostrata) come rete anti-uccelli. [0017]. In one embodiment, the lateral surface of the casing 6, externally with respect to the fins 10, comprises a large mesh net (not shown) as an anti-bird net.
[0018]. L’involucro 6 comprende superiormente un’apertura 30 che funge da uscita di sfogo dell’aria intercettata dalla turbina 7. [0018]. The casing 6 includes an opening 30 at the top which acts as a vent outlet for the air intercepted by the turbine 7.
[0019]. In una forma di realizzazione, la corona circolare 31 che costituisce il tetto dell’involucro 6 comprende dei pannelli solari per la produzione di ulteriore energia elettrica, che potrà ad esempio essere utilizzata per il funzionamento di tutte le utenze di servizio della centrale eolica (illuminazione, unità di comando e controllo, attuatori elettrici, elettrovalvole, etc.). [0019]. In one embodiment, the circular crown 31 which constitutes the roof of the envelope 6 comprises solar panels for the production of further electrical energy, which can for example be used for the operation of all the service users of the wind power plant (lighting , command and control units, electric actuators, solenoid valves, etc.).
[0020]. La girante 9 è montata folle sulla sommità della torre 2 e comprende una pluralità di pale 12. Le pale 12, nella forma di realizzazione mostrata nella figura 2, hanno un profilo concavo, in modo da meglio intercettare la spinta generata dal vento in arrivo attraverso il distributore 8. [0020]. The impeller 9 is mounted idle on the top of the tower 2 and comprises a plurality of blades 12. The blades 12, in the embodiment shown in Figure 2, have a concave profile, so as to better intercept the thrust generated by the wind arriving through the distributor 8.
[0021]. In una forma di realizzazione, le pale 12 sono realizzate in un materiale leggero, quale lega di alluminio o legno rivestito di fibra di vetro o di fibra di carbonio oppure sono realizzate interamente in fibra di carbonio, in modo da conferire loro la necessaria resistenza ed elasticità. [0021]. In one embodiment, the blades 12 are made of a light material, such as aluminum alloy or wood covered with glass fiber or carbon fiber or are made entirely of carbon fiber, so as to give them the necessary strength and elasticity.
[0022]. L’area totale delle pale 12 della girante 9, cioè l’area totale di impatto del vento, potrà essere compresa tra 500 mq e 2500 mq, oppure tra 1000 e 2000 mq, a seconda della potenza che si vuole installare. [0022]. The total area of the blades 12 of the impeller 9, that is the total area of wind impact, may be between 500 square meters and 2500 square meters, or between 1000 and 2000 square meters, depending on the power to be installed.
[0023]. I mezzi di captazione 3 del vento sono operativamente collegati, tramite un sistema di trasmissione e trasformazione dell’energia eolica, a mezzi generatori di energia elettrica 22. [0023]. The wind capture means 3 are operationally connected, through a wind energy transmission and transformation system, to means of generating electricity 22.
[0024]. In una forma di realizzazione dell’invenzione mostrata nelle figure, il sistema di trasmissione e trasformazione di energia eolica comprende mezzi 14 di trasmissione e trasformazione del moto, che sono operativamente collegati a detti mezzi di captazione 3 del vento e trasmettono il moto dalla turbina 7 ad una pluralità di mezzi di pompaggio idraulici 15. [0024]. In an embodiment of the invention shown in the figures, the wind energy transmission and transformation system comprises motion transmission and transformation means 14, which are operatively connected to said wind capture means 3 and transmit motion from the turbine 7 to a plurality of hydraulic pumping means 15.
[0025]. Nell’esempio mostrato nelle figure, tali mezzi 14 di trasmissione e trasformazione del moto comprendono una ruota dentata 13, montata solidale all’albero della girante 9, lungo la periferia della quale ingranano delle ruote dentate condotte 16. In altre forme di realizzazione si potranno utilizzare diversi sistemi di trasmissione e trasformazione del moto scelti tra quelli convenzionali noti all’esperto del settore. [0025]. In the example shown in the figures, these motion transmission and transformation means 14 comprise a toothed wheel 13, mounted integral with the shaft of the impeller 9, along the periphery of which driven toothed wheels 16 mesh. use different motion transmission and transformation systems selected from the conventional ones known to those skilled in the art.
[0026]. Ognuna delle ruote dentate condotte 16 è solidale ad un albero 17 che a sua volta trasferisce il moto alla girante di rispettivi mezzi di pompaggio idraulici 15. I mezzi di pompaggio idraulici 15 saranno tipicamente due o più; ad esempio, otto mezzi di pompaggio idraulici 15 saranno disposti ad intervalli regolari attorno alla ruota dentata 13. [0026]. Each of the driven toothed wheels 16 is integral with a shaft 17 which in turn transfers the motion to the impeller of respective hydraulic pumping means 15. The hydraulic pumping means 15 will typically be two or more; for example, eight hydraulic pumping means 15 will be arranged at regular intervals around the toothed wheel 13.
[0027]. I mezzi di pompaggio idraulici 15 sono tipicamente pompe idrauliche ad alta pressione. [0027]. The hydraulic pumping means 15 are typically high pressure hydraulic pumps.
[0028]. Ognuno dei mezzi di pompaggio idraulici 15 è operativamente connesso ad un circuito idraulico chiuso che comprende una tubazione di mandata 18 ed una tubazione di ritorno 19. Tali tubazioni 18, 19 sono flessibili ed hanno una lunghezza almeno corrispondente alla massima altezza della torre 2, in modo da potersi adattare alle diverse regolazioni di altezza della torre 2 stessa. [0028]. Each of the hydraulic pumping means 15 is operatively connected to a closed hydraulic circuit which comprises a delivery pipe 18 and a return pipe 19. These pipes 18, 19 are flexible and have a length at least corresponding to the maximum height of the tower 2, in so as to be able to adapt to the different height adjustments of tower 2 itself.
[0029]. Il circuito idraulico chiuso comprende ulteriormente dei mezzi idraulici di motorizzazione 20, cui sono operativamente connesse le tubazioni 18, 19. I mezzi idraulici di motorizzazione 20, che potranno essere tipicamente un motore idraulico o un motoriduttore idraulico, sono associati a rispettivi mezzi generatori di energia elettrica 22, tipicamente degli alternatori, tramite mezzi di trasmissione 21. Tipicamente, tali mezzi di trasmissione 21 saranno realizzati mediante un albero di trasmissione. In questo modo il fluido ad alta pressione pompato dai mezzi di pompaggio idraulici 15 mette in funzione i mezzi idraulici di motorizzazione 20 che a loro volta, per mezzo dell’alternatore 22, tramutano l’energia cinetica in energia elettrica per la produzione di corrente alternata. [0029]. The closed hydraulic circuit further comprises hydraulic motorization means 20, to which the pipes 18, 19 are operatively connected. The hydraulic motorization means 20, which may typically be a hydraulic motor or a hydraulic gearmotor, are associated with respective energy generating means. 22, typically of alternators, by means of transmission means 21. Typically, such transmission means 21 will be realized by means of a transmission shaft. In this way the high pressure fluid pumped by the hydraulic pumping means 15 activates the hydraulic motorization means 20 which in turn, by means of the alternator 22, transform the kinetic energy into electrical energy for the production of alternating current. .
[0030]. Come detto sopra, ad ogni mezzo di pompaggio idraulico 15 corrispondono mezzi generatori di energia elettrica 22. Detti mezzi 22 sono connessi ad un sistema di trasformazione e distribuzione dell’energia elettrica di tipo convenzionale (non mostrato), che comprenderà dei trasformatori di potenziale, una rete di elettrodotti e trasformatori atti a ridurre il voltaggio secondo le esigenze delle varie utenze. [0030]. As mentioned above, each hydraulic pumping means 15 corresponds to generating means of electric energy 22. Said means 22 are connected to a system for transforming and distributing electric energy of the conventional type (not shown), which will comprise potential transformers, a network of power lines and transformers designed to reduce the voltage according to the needs of the various users.
[0031]. In una forma di realizzazione dell’invenzione, i mezzi 14 di trasmissione e trasformazione del moto o i mezzi idraulici di motorizzazione 20 comprendono dei mezzi di inserimento/disinserimento della trasmissione (non mostrati). Tali mezzi potranno essere comandati od automatici e potranno ad esempio comprendere dei mezzi di inserimento/disinserimento meccanici dotati di sistemi ad innesto, quale ad esempio due dischi accoppiabili mediante dentatura assiale, o una frizione. Se detti mezzi di inserimento/disinserimento meccanico della trasmissione sono una frizione, essi potranno essere preferibilmente una frizione a secco, una frizione a bagno ad olio o una frizione centrifuga. [0031]. In an embodiment of the invention, the means 14 for transmitting and transforming the motion or the hydraulic motorization means 20 comprise means for inserting / disconnecting the transmission (not shown). These means may be controlled or automatic and may for example comprise mechanical insertion / disconnection means equipped with coupling systems, such as for example two discs which can be coupled by means of axial toothing, or a clutch. If said means for mechanical engagement / disengagement of the transmission are a clutch, they may preferably be a dry clutch, an oil bath clutch or a centrifugal clutch.
[0032]. In un’altra forma di realizzazione, in sostituzione di tali mezzi di inserimento/disinserimento della trasmissione, i mezzi di pompaggio idraulici 15 comprendono un circuito idraulico secondario di by-pass e dei mezzi valvolari di by-pass, atti a far ricircolare il fluido all’interno di detto circuito idraulico secondario, escludendo quindi il circuito idraulico chiuso sopra descritto comprendente dette tubazioni 18, 19. Tali mezzi valvolari di by-pass comprendono tipicamente un’elettrovalvola a tre vie, del tipo adatto ad alte pressioni (circa 200 bar). In questa forma di realizzazione quindi, quando viene selezionato il circuito secondario di by-pass, la girante dei mezzi di pompaggio idraulici 15 sarà sempre in funzione, ma girerà a vuoto e non invierà il fluido sotto pressione ai mezzi idraulici di motorizzazione 20 attraverso la tubazione di mandata 18. [0032]. In another embodiment, in substitution of these means for engaging / disengaging the transmission, the hydraulic pumping means 15 comprise a secondary hydraulic by-pass circuit and by-pass valve means, suitable for recirculating the fluid. inside said secondary hydraulic circuit, thus excluding the closed hydraulic circuit described above comprising said pipes 18, 19. These by-pass valve means typically comprise a three-way solenoid valve, of the type suitable for high pressures (about 200 bar ). In this embodiment, therefore, when the secondary bypass circuit is selected, the impeller of the hydraulic pumping means 15 will always be in operation, but will idle and will not send the fluid under pressure to the hydraulic motorization means 20 through the delivery pipe 18.
[0033]. In questo modo, o disinserendo i mezzi di inserimento/disinserimento della trasmissione o facendo funzionare a vuoto uno o più mezzi di pompaggio idraulici 15, è possibile escludere dalla produzione uno o più mezzi generatori di energia elettrica 22 quando il numero di giri della turbina 7 è al di sotto di predefiniti limiti di soglia. Questa esigenza si può verificare quando il vento soffia con debole intensità. Viceversa, all’aumentare della velocità del vento e quindi dell’energia eolica a disposizione, si potranno inserire progressivamente in produzione vari mezzi generatori di energia elettrica 22, sfruttando al meglio le potenzialità dell’impianto. Se tuttavia il vento supera un certo limite di soglia – che potrà variare a seconda della potenza dell’impianto eolico installato – come ad esempio durante una bufera di vento, la procedura sopra descritta potrà essere invertita, escludendo progressivamente dalla produzione uno o più mezzi generatori di energia elettrica 22, in modo da evitare una sovrapproduzione di difficile utilizzo. [0033]. In this way, either by disengaging the means for engaging / disengaging the transmission or by making one or more hydraulic pumping means 15 work idle, it is possible to exclude from production one or more means of generating electrical energy 22 when the number of revolutions of the turbine 7 is below predefined threshold limits. This need can occur when the wind blows with low intensity. Conversely, as the wind speed and therefore the available wind energy increase, various means of generating electricity 22 can be progressively introduced into production, making the most of the plant's potential. However, if the wind exceeds a certain threshold limit - which may vary depending on the power of the wind power plant installed - such as during a windstorm, the procedure described above can be reversed, gradually excluding one or more generating means from production. of electrical energy 22, so as to avoid overproduction which is difficult to use.
[0034]. In un’ulteriore forma di realizzazione, è possibile ridurre l’impatto del vento sulle pale 12 della turbina 7 e quindi la velocità di rotazione della stessa, diminuendo la luce tra le alette 10 del distributore 8, tramite rotazione delle alette 10 attorno all’asse verticale 11. E’ quindi possibile in questo modo evitare una sovrapproduzione di energia elettrica senza dover escludere uno o più mezzi generatori di energia elettrica 22 come sopra descritto oppure operando in sinergia con detta procedura di esclusione dei mezzi 22. [0034]. In a further embodiment, it is possible to reduce the impact of the wind on the blades 12 of the turbine 7 and therefore the speed of rotation thereof, by decreasing the gap between the fins 10 of the distributor 8, by rotating the fins 10 around the vertical axis 11. It is therefore possible in this way to avoid an overproduction of electrical energy without having to exclude one or more electrical energy generating means 22 as described above or by operating in synergy with said exclusion procedure of the means 22.
[0035]. In una forma di realizzazione mostrata in figura 4, l’elettrogeneratore eolico dell’invenzione comprende un sistema automatico 23 di distribuzione della potenza ai vari mezzi generatori di energia elettrica 22. [0035]. In an embodiment shown in Figure 4, the wind generator of the invention comprises an automatic power distribution system 23 to the various means of generating electricity 22.
[0036]. Tale sistema automatico 23 comprende dei mezzi di misurazione 24 della velocità e opzionalmente della direzione del vento, tipicamente un anemometro o un sensore elettronico, collegati con un’unità di comando e controllo 25 che è a sua volta operativamente collegata, tramite opportuna cablatura 26, con attuatori elettrici connessi ad ognuno dei mezzi di inserimento/disinserimento meccanico di trasmissione - associati ai mezzi 14 di trasmissione e trasformazione del moto o ai mezzi idraulici di motorizzazione 20 - o, in alternativa, a detti mezzi valvolari di by pass dei mezzi di pompaggio idraulici 15. Ulteriormente, detta unità di comando e controllo 25 sarà operativamente collegata con attuatori elettrici (non mostrati) delle alette 10 orientabili del distributore 8, in modo da comandarne l’apertura/chiusura e quindi l’orientazione. [0036]. This automatic system 23 comprises means 24 for measuring the speed and optionally the direction of the wind, typically an anemometer or an electronic sensor, connected to a command and control unit 25 which is in turn operationally connected, by means of suitable wiring 26, with electric actuators connected to each of the mechanical transmission insertion / disconnection means - associated with the motion transmission and transformation means 14 or with the hydraulic motorization means 20 - or, alternatively, with said by-pass valve means of the pumping means hydraulic 15. Furthermore, said command and control unit 25 will be operatively connected with electric actuators (not shown) of the adjustable fins 10 of the distributor 8, so as to command their opening / closing and therefore their orientation.
[0037]. L’unità di comando e controllo 25 svolge le seguenti funzioni: [0037]. The command and control unit 25 performs the following functions:
- leggere la velocità del vento; - read the wind speed;
- assegnare ad ognuno di detti mezzi di inserimento/disinserimento di trasmissione un primo valore soglia di velocità del vento, diverso per ogni mezzo di inserimento/disinserimento di trasmissione, in modo da creare un primo set di valori soglia incrementali prefissati; - assigning to each of said transmission activation / deactivation means a first wind speed threshold value, different for each transmission activation / deactivation means, so as to create a first set of predetermined incremental threshold values;
- confrontare il valore di velocità letto con detto primo set di valori soglia incrementali prefissati; - inviare un segnale di comando on-off ad ognuno di detti mezzi di inserimento/disinserimento di trasmissione, in cui detto comando “on” corrisponde all’inserimento di trasmissione, ed in cui ognuno di detti segnali di comando è un comando “off” se il valore letto di velocità del vento è inferiore al valore soglia corrispondente, mentre è un comando “on” se il valore letto di velocità del vento è superiore al valore soglia corrispondente. - comparing the speed value read with said first set of predetermined incremental threshold values; - sending an on-off command signal to each of said transmission activation / deactivation means, in which said "on" command corresponds to the transmission activation, and in which each of said command signals is an "off" command if the read wind speed value is lower than the corresponding threshold value, while it is an “on” command if the read wind speed value is higher than the corresponding threshold value.
[0038]. E’ così possibile sfruttare al meglio l’energia eolica, aumentando la produzione di energia elettrica mano a mano che l’energia eolica si rende disponibile. [0038]. It is thus possible to make the most of wind energy, increasing the production of electricity as wind energy becomes available.
[0039]. In alternativa, l’unità di comando e controllo 25 può: [0039]. Alternatively, the command and control unit 25 can:
- leggere la velocità del vento; - read the wind speed;
- assegnare ad ognuno di detti mezzi valvolari di by-pass un primo valore soglia di velocità del vento, diverso per ogni mezzo valvolare di by-pass, in modo da creare un primo set di valori soglia incrementali prefissati; - assigning to each of said by-pass valve means a first wind speed threshold value, different for each by-pass valve means, so as to create a first set of predetermined incremental threshold values;
- confrontare il valore di velocità letto con detto primo set di valori soglia incrementali prefissati; - inviare un segnale di comando on-off ad ognuno di detti mezzi valvolari di by-pass, in cui detto comando “on” corrisponde all’invio del fluido attraverso la rispettiva tubazione di mandata 18 e detto comando “off” corrisponde all’interruzione di detto invio, ed in cui ognuno di detti segnali di comando è un comando “off” se il valore letto di velocità del vento è inferiore al valore soglia corrispondente, mentre è un comando “on” se il valore letto di velocità del vento è superiore al valore soglia corrispondente. - comparing the speed value read with said first set of predetermined incremental threshold values; - sending an on-off command signal to each of said by-pass valve means, in which said "on" command corresponds to the sending of the fluid through the respective delivery pipe 18 and said "off" command corresponds to the interruption of said sending, and in which each of said command signals is an "off" command if the read value of wind speed is lower than the corresponding threshold value, while it is an "on" command if the read value of wind speed is higher than the corresponding threshold value.
[0040]. Ulteriormente, l’unità di comando e controllo 25 può: [0040]. Additionally, the command and control unit 25 can:
- Leggere la velocità del vento; - Read the wind speed;
- assegnare ad ognuno di detti mezzi di inserimento/disinserimento di trasmissione o di detti mezzi valvolari di by-pass un secondo valore soglia di velocità del vento, diverso per ogni mezzo di inserimento/disinserimento di trasmissione o per ogni mezzo valvolare di bypass, in modo da creare un secondo set di valori soglia incrementali prefissati, in cui il più piccolo valore soglia di detto secondo set è maggiore del più grande valore soglia di detto primo set ed è maggiore o uguale ad un valore di velocità del vento prefissato; - assigning to each of said transmission connection / disconnection means or of said by-pass valve means a second wind speed threshold value, different for each transmission connection / disconnection means or for each bypass valve means, in so as to create a second set of predetermined incremental threshold values, in which the smallest threshold value of said second set is greater than the largest threshold value of said first set and is greater than or equal to a predetermined wind speed value;
- confrontare il valore di velocità letto con detto secondo set di valori soglia incrementali prefissati; - comparing the speed value read with said second set of predetermined incremental threshold values;
- inviare un segnale di comando on-off ad ognuno di detti mezzi di inserimento/disinserimento di trasmissione o ad ognuno di detti mezzi valvolari di by-pass, in cui detto comando “on” corrisponde all’inserimento di trasmissione o all’invio del fluido attraverso la rispettiva tubazione di mandata 18, rispettivamente, e detto comando “off” corrisponde all’interruzione di detto invio, ed in cui ognuno di detti segnali di comando è un comando “on” se il valore letto di velocità del vento è inferiore al valore soglia corrispondente di detto secondo set, mentre è un comando “off” se il valore letto di velocità del vento è superiore al valore soglia corrispondente di detto secondo set. - sending an on-off command signal to each of said transmission insertion / disconnection means or to each of said by-pass valve means, in which said "on" command corresponds to the insertion of transmission or to the sending of the fluid through the respective delivery pipe 18, respectively, and said "off" command corresponds to the interruption of said sending, and in which each of said command signals is an "on" command if the wind speed read value is lower to the corresponding threshold value of said second set, while it is an “off” command if the read value of wind speed is higher than the corresponding threshold value of said second set.
[0041]. In una forma di realizzazione, l’unità di comando e controllo 25 svolge le seguenti ulteriori funzioni: [0041]. In one embodiment, the command and control unit 25 performs the following additional functions:
- Leggere la velocità e opzionalmente la direzione del vento; - Read the speed and optionally the direction of the wind;
- Confrontare la velocità letta con un valore soglia prefissato; - Compare the speed read with a predetermined threshold value;
- Inviare un segnale di comando all’attuatore delle alette 10 orientabili di detto distributore 8 in modo da orientare dette alette 10 in funzione di detta direzione del vento letta e/o in funzione di detta velocità del vento letta, in cui la luce tra dette alette 10 viene diminuita se detta velocità del vento letta è superiore a detto valore soglia prefissato. - Sending a command signal to the actuator of the adjustable fins 10 of said distributor 8 so as to orient said fins 10 as a function of said wind direction read and / or as a function of said wind speed read, in which the light between said fins 10 is decreased if said wind speed read is higher than said predetermined threshold value.
[0042]. Come sopra descritto, quindi, l’elettrogeneratore eolico dell’invenzione potrà sfruttare al meglio le sue potenzialità a seconda della velocità del vento: fino ad una certa velocità, infatti, la produzione di energia verrà progressivamente aumentata in funzione della crescente energia eolica a disposizione; se invece la velocità del vento cresce oltre una certa soglia, si potrà disinserire in modo automatico uno o più mezzi generatori di energia elettrica 22, evitando una sovrapproduzione di energia elettrica. [0042]. As described above, therefore, the wind generator of the invention will be able to make the most of its potential according to the wind speed: up to a certain speed, in fact, the production of energy will be progressively increased according to the growing wind energy available. ; if, on the other hand, the wind speed increases beyond a certain threshold, one or more electrical energy generating means 22 can be automatically disconnected, avoiding an overproduction of electrical energy.
[0043]. L’elettrogeneratore eolico dell’invenzione potrà essere completato da un sistema di accesso alla sommità della torre 2 e da un ballatoio che si sviluppa attorno all’involucro 6 della turbina 7. Questo ballatoio può essere utilizzato sia per facilitare la manutenzione della turbina 7 e dei mezzi di pompaggio idraulici 15 che come postazione di avvistamento, ad esempio per la protezione civile o la guardia forestale. A tal fine, sul ballatoio potranno essere installati dei rilevatori di fumo a distanza per il monitoraggio di eventuali incendi boschivi. Tali rilevatori di fumo saranno generalmente collegati con un sistema di allarme remoto. [0043]. The wind generator of the invention can be completed by an access system to the top of the tower 2 and by a gallery that develops around the envelope 6 of the turbine 7. This gallery can be used both to facilitate the maintenance of the turbine 7 and hydraulic pumping means 15 which as a lookout post, for example for the civil defense or the forest ranger. To this end, remote smoke detectors can be installed on the balcony to monitor any forest fires. Such smoke detectors will generally be linked with a remote alarm system.
[0044]. In una diversa forma di realizzazione mostrata nella figura 5, la turbina ad asse verticale è sostituita da una tradizionale elica 40. L’elica 40 è associata ad un albero 41 che termina all’estremità opposta con una ruota dentata conica 42 che, in cooperazione con una seconda ruota dentata conica 43, trasforma la rotazione attorno ad un asse orizzontale in una rotazione attorno ad un asse verticale. La seconda ruota dentata conica 43 è collegata ad un rispettivo albero 44 che supporta anche la ruota dentata motrice 13. [0044]. In a different embodiment shown in Figure 5, the vertical axis turbine is replaced by a traditional propeller 40. The propeller 40 is associated with a shaft 41 which ends at the opposite end with a bevel gear 42 which, in cooperation with a second bevel gear 43, it transforms the rotation around a horizontal axis into a rotation around a vertical axis. The second bevel gear wheel 43 is connected to a respective shaft 44 which also supports the driving gear wheel 13.
[0045]. In questa forma di realizzazione, i mezzi di trasmissione e trasformazione 14 del moto sono del tutto analoghi a quelli descritti per la prima forma di realizzazione e non verranno pertanto descritti più nel dettaglio. [0045]. In this embodiment, the motion transmission and transformation means 14 are entirely similar to those described for the first embodiment and will therefore not be described in more detail.
[0046]. I vantaggi dell’invenzione risultano evidenti da quanto sopra descritto. [0046]. The advantages of the invention are evident from what is described above.
[0047]. L’utilizzo di una turbina ad asse verticale al posto delle tradizionali eliche ad asse orizzontale riduce drasticamente l’impatto visivo dell’impianto. [0047]. The use of a vertical axis turbine instead of the traditional horizontal axis propellers drastically reduces the visual impact of the system.
[0048]. L’aver disposto gli alternatori 22 alla base della torre 2 invece che sulla sommità – come invece accade negli impianti tradizionali – permette di ridurre il peso della parte di impianto disposta alla sommità della torre 2, il che si traduce essenzialmente su un risparmio degli imponenti costi di installazione. Inoltre, la presenza di queste apparecchiature alla base riduce i tempi ed i costi di intervento e manutenzione. [0048]. Having arranged the alternators 22 at the base of tower 2 instead of on the top - as instead happens in traditional systems - allows to reduce the weight of the part of the system arranged at the top of tower 2, which essentially translates into a saving of the massive installation costs. Furthermore, the presence of this equipment at the base reduces the time and costs of intervention and maintenance.
[0049]. La previsione di una pluralità di mezzi di pompaggio idraulici 15 disinseribili o inseribili a seconda della velocità del vento permette di modulare l’operatività dell’impianto in funzione delle condizioni meteorologiche, al fine di mantenerne il più possibile costante la produttività, problema questo tipico degli impianti tradizionali. Inoltre, si riduce sostanzialmente il pericolo di blocco totale dell’impianto per un guasto, in quanto ci sarà sempre almeno un alternatore 22 in funzione. [0049]. The provision of a plurality of hydraulic pumping means 15 which can be disconnected or inserted according to the wind speed allows to modulate the operation of the plant according to the meteorological conditions, in order to keep its productivity as constant as possible, a problem typical of traditional systems. In addition, the danger of total blocking of the system due to a fault is substantially reduced, as there will always be at least one alternator 22 in operation.
[0050]. Il tecnico del settore potrà ovviamente apportare numerose varianti all’invenzione senza peraltro uscire dall’ambito di tutela definito dalle rivendicazioni qui allegate. [0050]. The skilled in the art will obviously be able to make numerous variations to the invention without however departing from the scope of protection defined by the claims attached hereto.
[0051]. Ad esempio, la turbina 7 potrà avere una struttura differente da quella mostrata nelle figure. Ad esempio, potrà essere utilizzata una turbina a vento di Savonius o altra tipologia nota che sia in grado di sfruttare al meglio l’impatto del vento. [0051]. For example, the turbine 7 may have a different structure from that shown in the figures. For example, a Savonius wind turbine or other known type that is able to make the most of the impact of the wind can be used.
[0052]. Inoltre, la trasmissione dell’energia dalla turbina all’alternatore tramite un circuito idraulico chiuso potrà essere sostituita da una trasmissione meccanica convenzionale. [0052]. In addition, the transmission of energy from the turbine to the alternator through a closed hydraulic circuit can be replaced by a conventional mechanical transmission.
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