ITMI20091892A1

ITMI20091892A1 - WIND GENERATOR, AND METHOD TO CARRY OUT MAINTENANCE OPERATIONS THAT CAN BE ACTUATED ON THESE WIND GENERATOR

Info

Publication number: ITMI20091892A1
Application number: IT001892A
Authority: IT
Inventors: Claudio Mascialino
Original assignee: Resnova S R L
Priority date: 2009-10-30
Filing date: 2009-10-30
Publication date: 2011-04-30
Also published as: IT1396381B1

Description

DESCRIZIONE DESCRIPTION

Annessa a domanda di brevetto per INVENZIONE INDUSTRIALE avente per titolo Attached to a patent application for INDUSTRIAL INVENTION having the title

"GENERATORE EOLICO, E METODO PER ESEGUIRE INTERVENTI DI MANUTENZIONE ATTUABILE SU DETTO GENERATORE EOLICO" "WIND GENERATOR, AND METHOD FOR CARRYING OUT MAINTENANCE INTERVENTIONS THAT CAN BE ACTIVATED ON SAID WIND GENERATOR"

Forma oggetto della presente invenzione un generatore e eolico, comprendente le caratteristiche espresse nel preambolo della rivendicazione 1. The subject of the present invention is a wind generator, comprising the characteristics expressed in the preamble of claim 1.

Forma altresÃ¬ oggetto dell'invenzione un metodo per eseguire interventi di manutenzione attuabile tramite detto generatore eolico. The invention also relates to a method for carrying out maintenance operations which can be carried out by means of said wind generator.

Come Ã ̈ noto, i generatori eolici comprendono essenzialmente un gruppo elettrogeno comprendente un'elica mossa in rotazione dal vento per azionare in rotazione il rotore di un generatore elettrico. Il gruppo elettrogeno Ã ̈ montato alla sommitÃ di un palo di sostegno di considerevole altezza, normalmente nell'ordine di diverse decine di metri, saldamente ancorato a terra, ad esempio su un'apposita piattaforma in cemento armato. As is known, wind generators essentially comprise a generator comprising a propeller rotated by the wind to drive the rotor of an electric generator in rotation. The generator is mounted on the top of a support pole of considerable height, normally in the order of several tens of meters, firmly anchored to the ground, for example on a special reinforced concrete platform.

Il posizionamento sopraelevato del gruppo elettrogeno dÃ luogo a diversi limiti ed inconvenienti in relazione alle operazioni di installazione e/o riparazione, nonchÃ© di manutenzione e/o controllo che devono necessariamente essere eseguite con una certa periodicitÃ . Infatti, gli operatori addetti alla manutenzione si trovano costretti a lavorare in spazi limitati ed in condizioni di equilibrio precario a decine di metri di altezza dal suolo, in condizioni particolarmente disagiate anche in considerazione dell'azione del vento. Inoltre, la necessitÃ di operare ad altezze elevate richiede normalmente l'impiego di costose ed ingombranti autogrÃ¹ e/o piattaforme aeree capaci di raggiungere elevate altezze. Questa circostanza ostacola la possibilitÃ di installare generatori eolici in terreni particolarmente accidentati e/o difficilmente raggiungibili da automezzi. The elevated positioning of the generating set gives rise to various limitations and drawbacks in relation to installation and / or repair operations, as well as maintenance and / or checks which must necessarily be carried out with a certain periodicity. In fact, maintenance operators are forced to work in limited spaces and in conditions of precarious balance at tens of meters above the ground, in particularly difficult conditions also in consideration of the action of the wind. Furthermore, the need to operate at high heights normally requires the use of expensive and bulky mobile cranes and / or aerial platforms capable of reaching high heights. This circumstance hinders the possibility of installing wind generators in particularly uneven terrain and / or difficult to reach by vehicles.

Scopo della presente invenzione e sostanzialmente quello di superare i limiti della tecnica nota, proponendo un generatore eolico che consenta l'esecuzione delle operazioni di manutenzione, controllo e/o manutenzione direttamente da terra. The object of the present invention is substantially to overcome the limitations of the known art, by proposing a wind generator which allows the execution of maintenance, control and / or maintenance operations directly from the ground.

Questo scopo ed altre ancora, e meglio appariranno nel corso della descrizione seguente, vengono sostanzialmente raggiunti da un generatore e eolico, comprendente le caratteristiche espresse nella rivendicazione 1 e/o in una o piÃ¹ delle successive rivendicazioni. This object and others still, and will appear better in the course of the following description, are substantially achieved by a wind generator, comprising the characteristics expressed in claim 1 and / or in one or more of the subsequent claims.

Ulteriori caratteristiche e vantaggi appariranno maggiormente dalla descrizione dettagliata di una forma di esecuzione preferita, ma non esclusiva, di un generatore e eolico in accordo con la presente invenzione. Tale descrizione verrÃ esposta qui di seguito con riferimento agli uniti disegni, forniti a solo scopo indicativo e, pertanto, non limitativo, nei quali: Further characteristics and advantages will become more apparent from the detailed description of a preferred, but not exclusive, embodiment of a wind generator according to the present invention. This description will be set out below with reference to the accompanying drawings, provided for indicative purposes only and, therefore, not limitative, in which:

- la figura 1 Ã ̈ una vista laterale di un generatore eolico secondo la presente invenzione; - figure 1 is a side view of a wind generator according to the present invention;

la figura 2 mostra il generatore eolico con il rispettivo palo di sostegno in condizione di coricamento; figure 2 shows the wind generator with the respective support pole in a lying position;

- la figura 3 Ã ̈ una vista ingrandita che evidenzia un apparato di sollevamento associato al generatore eolico secondo la presente invenzione. - figure 3 is an enlarged view showing a lifting apparatus associated with the wind generator according to the present invention.

Con riferimento le figure citate, con 1 Ã ̈ stato complessivamente indicato un generatore eolico in accordo con la presente invenzione. With reference to the aforementioned figures, 1 indicates a wind generator in accordance with the present invention as a whole.

Il generatore eolico 1 comprende un gruppo elettrogeno 2 montato alla sommitÃ di un palo di sostegno 3. In modo di per sÃ© noto, il gruppo elettrogeno 2 comprende un generatore elettrico 4 azionato da un'elica 5 o girante di altro tipo mossa in rotazione dall'azione del vento. In una struttura scatolare di contenimento del generatore elettrico 4 sono alloggiati uno statore ed un rotore operativamente connesso all'elica 5, insieme ad ulteriori dispositivi ausiliari per il comando della variazione del passo dell'elica 5 in funzione dell'intensitÃ del vento, e/o dell'orientamento del gruppo elettrogeno 2 attorno ad un asse verticale Y in funzione della direzione del vento, per meglio sfruttarne l'energia cinetica. The wind generator 1 comprises a generator 2 mounted at the top of a support pole 3. In a per se known way, the generator 2 comprises an electric generator 4 driven by a propeller 5 or an impeller of another type moved in rotation from the action of the wind. A stator and a rotor operatively connected to the propeller 5 are housed in a box-like structure for containing the electric generator 4, together with further auxiliary devices for controlling the variation of the pitch of the propeller 5 as a function of the intensity of the wind, and / or the orientation of the generator 2 around a vertical axis Y as a function of the wind direction, in order to better exploit its kinetic energy.

Il palo di sostegno 3 comprende una porzione di base 7, ed una porzione abbattibile 8 oscillabilmente incernierata rispetto alla porzione di base 7. La porzione di base 7 puÃ² essere ancorata a terra ad esempio mediante elementi filettati quali una pluralitÃ di prigionieri 10 annegati in una gettata di calcestruzzo definente una piattaforma di ancoraggio 9 al suolo. La porzione di base 7 presenta un'altezza indicativamente compresa fra 0,5 e 3 m, e comunque non superiore allo sviluppo longitudinale della porzione abbattibile 8, la cui lunghezza puÃ² raggiungere valori di 15-25 metri. The support pole 3 comprises a base portion 7, and a collapsible portion 8 that can be hinged to oscillate with respect to the base portion 7. The base portion 7 can be anchored to the ground for example by means of threaded elements such as a plurality of studs 10 embedded in a concrete casting defining an anchoring platform 9 to the ground. The base portion 7 has a height of approximately between 0.5 and 3 m, and in any case not greater than the longitudinal development of the collapsible portion 8, whose length can reach values of 15-25 meters.

La porzione abbattibile 8 Ã ̈ incernierata alla porzione di base 7, preferibilmente alla sommitÃ di quest'ultima e ad un'altezza indicativamente compresa fra 0,5 e 3 metri, mediante un perno di incernieramento 11 estendentesi secondo un asse orizzontale attraverso due coppie di staffe di incernieramento 12 sporgenti lateralmente dalla porzione di base 7 e dalla porzione di ancoraggio stesse. The collapsible portion 8 is hinged to the base portion 7, preferably at the top of the latter and at a height indicatively comprised between 0.5 and 3 meters, by means of a hinging pin 11 extending along a horizontal axis through two pairs of hinging brackets 12 projecting laterally from the base portion 7 and from the anchoring portion themselves.

La porzione abbattibile 8 puÃ² ruotare attorno al perno di incernieramento 11 fra una condizione eretta in cui, come da figura 1, si estende verticalmente al di sopra della porzione di base 7, preferibilmente sul proseguimento della stessa per sostenere il gruppo elettrogeno 2 in posizione sopraelevata, ed una condizione di coricamento in cui, come da figura 2, il gruppo elettrogeno 2 e avvicinato a terra. The collapsible portion 8 can rotate around the hinge pin 11 between an upright condition in which, as shown in Figure 1, it extends vertically above the base portion 7, preferably on its continuation to support the generator 2 in an elevated position. , and a lying condition in which, as shown in Figure 2, the generator 2 is brought close to the ground.

Preferibilmente, nella condizione di coricamento, la porzione abbattibile 8 presenta un orientamento sostanzialmente orizzontale. Nella condizione di coricamento, inoltre, il gruppo elettrogeno 2 risulta preferibilmente orientato secondo un asse verticale, con l'ogiva 6 dell'elica 5 rivolta verso l'alto. Preferably, in the lying position, the collapsible portion 8 has a substantially horizontal orientation. Furthermore, in the lying condition, the generator 2 is preferably oriented along a vertical axis, with the ogive 6 of the propeller 5 facing upwards.

Preferibilmente, fra la porzione di base 7 della porzione abbattibile 8 sono predisposti dispositivi di bloccaggio 13 per fissare la porzione abbattibile 8 stessa nella condizione eretta. PiÃ¹ in particolare, Ã ̈ previsto che la porzione di base 7 e la porzione abbattibile 8, nella condizione eretta, combacino reciprocamente in corrispondenza di rispettive flange di accoppiamento 14 radiali. Uno o piÃ¹ organi filettati di fissaggio 15 circonferenzialmente distribuiti ed impegnati, attraverso le flange di accoppiamento 14 determinano il bloccaggio della porzione abbattibile 8 sulla porzione di base 7. Gli organi filettati di fissaggio 15 si prestano ad essere rimossi all'occorrenza, per consentire la traslazione della porzione abbattibile 8 verso la condizione di coricamento . Preferably, locking devices 13 are arranged between the base portion 7 of the collapsible portion 8 to fix the collapsible portion 8 itself in the upright condition. More particularly, it is provided that the base portion 7 and the collapsible portion 8, in the erect condition, mutually mate at respective radial coupling flanges 14. One or more threaded fixing members 15 circumferentially distributed and engaged, through the coupling flanges 14 determine the locking of the collapsible portion 8 on the base portion 7. The threaded fixing members 15 can be removed if necessary, to allow the translation of the collapsible portion 8 towards the lying condition.

Preferibilmente, la traslazione della porzione abbattibile 8 dalla condizione di coricamento la condizione eretta viene eseguita mediante un apparato di movimentazione 16 impegnabile, preferibilmente in modo amovibile, alla porzione abbattibile 8 ed a terra. In particolare, l'apparato di movimentazione 16 comprende preferibilmente almeno un attuatore fluidodinamico 17 avente una prima estremitÃ 18 imperniata su una base di ancoraggio a terra 19, ed una seconda estremitÃ 20 impegnabile ad almeno una staffa di attacco 21 sporgente dalla porzione abbattibile 8 del palo. La base di ancoraggio 19 Ã ̈ amovibilmente fissabile alla piattaforma di ancoraggio 9, ad esempio mediante organi filettati di ancoraggio 22 comprendenti prigionieri annegati nella gettata di calcestruzzo costituente la piattaforma di ancoraggio stessa. Preferably, the translation of the collapsible portion 8 from the lying down condition to the upright condition is performed by means of a handling apparatus 16 which can be engaged, preferably in a removable way, to the collapsible portion 8 and to the ground. In particular, the handling apparatus 16 preferably comprises at least one fluid-dynamic actuator 17 having a first end 18 hinged on a ground anchoring base 19, and a second end 20 engageable to at least one attachment bracket 21 protruding from the collapsible portion 8 of the pole. The anchoring base 19 can be removably fixed to the anchoring platform 9, for example by means of threaded anchoring members 22 comprising studs embedded in the concrete casting constituting the anchoring platform itself.

Preferibilmente, l'attuatore fluidodinamico 17 comprende un cilindro idraulico 23 presentante uno stelo telescopico 24, portante la suddetta seconda estremitÃ 20 imperniata alla staffa di attacco 21, secondo un asse parallelo al perno di incernieramento 11. Il cilindro idraulico 23 e alimentato da una pompa 25 che provvede ad immettere nel cilindro stesso olio in pressione prelevato da un serbatoio 26, per determinare il sollevamento della porzione abbattibile 8 dalla condizione di coricamento alla condizione eretta. Preferably, the fluid-dynamic actuator 17 comprises a hydraulic cylinder 23 having a telescopic rod 24, carrying the aforementioned second end 20 pivoted to the attachment bracket 21, along an axis parallel to the hinge pin 11. The hydraulic cylinder 23 is powered by a pump 25 which introduces into the cylinder the same pressurized oil taken from a tank 26, to cause the lifting of the collapsible portion 8 from the lying down condition to the upright condition.

In condizioni di normale utilizzo del generatore eolico 1, la porzione abbattibile 8 Ã ̈ saldamente ancorata alla porzione di base 7 mediante gli organi filettati di fissaggio 15 impegnati attraverso le flange di accoppiamento 14. Quando occorre intervenire sul gruppo elettrogeno 2, ad esempio per operazioni di manutenzione, di controllo e/o riparazione, l'apparato di movimentazione 16 puÃ² essere montato in corrispondenza del palo di sostegno 3 fissando la base di ancoraggio 19 del cilindro idraulico 23 sulla piattaforma di ancoraggio 9, ed imperniando l'estremitÃ superiore 20 delle cilindro stesso sulle staffe di attacco 21 all'uopo predisposte sulla porzione abbattibile 8 . In conditions of normal use of the wind generator 1, the collapsible portion 8 is firmly anchored to the base portion 7 by means of the threaded fastening members 15 engaged through the coupling flanges 14. When it is necessary to intervene on the generator 2, for example for operations for maintenance, control and / or repair, the handling apparatus 16 can be mounted in correspondence with the support pole 3 by fixing the anchoring base 19 of the hydraulic cylinder 23 on the anchoring platform 9, and pivoting the upper end 20 of the cylinder itself on the attachment brackets 21 for this purpose arranged on the collapsible portion 8.

Previa rimozione degli organi filettati di fissaggio 15 predisposti attraverso le flange di accoppiamento 14, la porzione abbattibile 8 puÃ² essere ora traslata dalla condizione eretta alla condizione di coricamento, cosÃ¬ da portare il gruppo elettrogeno 2 a livello del suolo o comunque ad un'altezza facilmente accessibile per gli interventi da parte degli operatori. After removing the threaded fastening members 15 arranged through the coupling flanges 14, the collapsible portion 8 can now be moved from the upright condition to the lying condition, so as to bring the generator 2 to ground level or in any case to a height easily accessible for interventions by operators.

La discesa della porzione abbattibile 8 dalla condizione eretta alla condizione di coricamento puÃ² essere ottenuta per effetto del peso spesso della porzione abbattibile 8 e del gruppo elettrogeno 2, eventualmente coadiuvato in una fase iniziale dall'azione del vento o da altri sistemi di spinta da terra. Preferibilmente, la discesa verso la condizione di coricamento viene opportunamente frenata da appositi da organi valvolari disposti lungo il circuito che collega il cilindro idraulico 23 alla pompa 25 ed al serbatoio 26. The descent of the collapsible portion 8 from the upright condition to the lying condition can be obtained by effect of the thick weight of the collapsible portion 8 and of the generator 2, possibly assisted in an initial phase by the action of the wind or other thrust systems from the ground . Preferably, the descent towards the lying position is suitably braked by suitable valve members arranged along the circuit that connects the hydraulic cylinder 23 to the pump 25 and to the tank 26.

Prima di dare inizio alla discesa verso la condizione di coricamento, il gruppo elettrogeno 2 viene preferibilmente orientato con il proprio asse secondo una direzione ortogonale all'asse del perno di incernieramento 11, in modo che l'elica 5 rivolga l'ogiva 6 da parte opposta al lato della porzione abbattibile 8 su cui opera il cilindro idraulico 23. L'ogiva 6 dell'elica 5 risulterÃ cosÃ¬ orientata verso l'alto nella condizione di caricamento, in modo che le pale dell'elica non urtino contro il suolo. Before starting the descent towards the lying down condition, the generator 2 is preferably oriented with its own axis according to a direction orthogonal to the axis of the hinging pin 11, so that the propeller 5 turns the ogive 6 aside opposite to the side of the collapsible portion 8 on which the hydraulic cylinder 23 operates. The ogive 6 of the propeller 5 will thus be oriented upwards in the loading condition, so that the propeller blades do not hit the ground.

Terminati gli interventi da effettuarsi sul gruppo elettrogeno 2, il cilindro idraulico 23 viene attivato per determinare il sollevamento della porzione abbattibile 8 verso la condizione eretta . Al raggiungimento della condizione eretta, la porzione abbattibile 8 viene nuovamente ancorata alla porzione di base 7 mediante gli organi filettati di fissaggio 15 operanti attraverso le flange di accoppiamento 14. Once the interventions to be carried out on the generating set 2 have been completed, the hydraulic cylinder 23 is activated to cause the lifting of the collapsible portion 8 towards the upright condition. Upon reaching the upright condition, the collapsible portion 8 is anchored again to the base portion 7 by means of the threaded fastening members 15 operating through the coupling flanges 14.

L'apparato di movimentazione 16 puÃ² essere quindi nuovamente disimpegnato dalla porzione abbattibile 8 e dalla piattaforma di ancoraggio 9, per essere utilizzato lo sul palo di sostegno di un altro generatore eolico 1. La presente invenzione consente di eliminare tutti gli inconvenienti riscontrati nella tecnica nota in relazione alla necessitÃ di portare uomini ed attrezzature ad altezze elevate per raggiungere il gruppo elettrogeno 2 alla sommitÃ del palo di sostegno 3. La possibilitÃ di far scendere il gruppo elettrogeno 2 a livello del suolo rende infatti superfluo l'impiego di costose ed ingombranti autogrÃ¹ e/o piattaforme aeree capaci di raggiungere elevate altezze. Inoltre, il personale addetto alla manutenzione puÃ² lavorare in condizioni meno disagiate ed in totale sicurezza. Anche l'installazione del gruppo elettrogeno puÃ² essere vantaggiosamente effettuata operando livello del suolo. Viene altresÃ¬ conseguito un significativo risparmio economico rispetto ai costi di gestione dei generatori eolici secondo la tecnica nota. Infatti, il costo realizzativo del palo di sostegno 3 puÃ² essere lievemente superiore a quello dei pali monolitici impiegati secondo la tecnica nota, ma l'eventuale maggior costo risulta ampiamente compensato dalla semplificazione delle operazioni di manutenzione eseguite senza ricorrere all'impiego di autogrÃ¹ e/o piattaforme aeree. La possibilitÃ di rimuovere l'apparato di movimentazione 16 per impiegarlo sulla porzione abbattibile 8 di altri generatori eolici permette di ridurre significativamente anche l'incidenza di costo di questa attrezzatura. The handling apparatus 16 can then be disengaged again from the collapsible portion 8 and from the anchoring platform 9, to be used on the support pole of another wind generator 1. The present invention allows all the drawbacks encountered in the known art to be eliminated. in relation to the need to bring men and equipment to high heights to reach the generator 2 at the top of the support pole 3. The possibility of lowering the generator 2 to ground level makes the use of expensive and bulky crane trucks superfluous and / or aerial platforms capable of reaching high heights. Furthermore, the maintenance personnel can work in less difficult conditions and in total safety. The installation of the generator can also be advantageously carried out at ground level. A significant economic saving is also achieved with respect to the operating costs of the wind generators according to the known art. In fact, the construction cost of the support pole 3 may be slightly higher than that of the monolithic poles used according to the known technique, but any higher cost is amply compensated by the simplification of the maintenance operations carried out without resorting to the use of a mobile crane and / or aerial platforms. The possibility of removing the handling apparatus 16 to use it on the collapsible portion 8 of other wind generators also makes it possible to significantly reduce the cost incidence of this equipment.

Claims

CLAIMS 1. Wind generator, comprising a support pole (3) and a generator (2) mounted at the top of said pole, characterized in that said support pole (3) includes a base portion (7) which can be anchored terrak, and a collapsible portion (8) hinged with respect to the base portion (7) and movable between a lying condition in which said generator (2) is approached to the ground, and an upright condition in which the collapsible portion (8) is extends vertically on the continuation of the base portion (7).

2. Wind generator according to claim 1, in which in the lying condition the collapsible portion (8) has a substantially horizontal orientation.

3. Wind generator according to claim 1 or 2, further comprising a movement apparatus (16) engageable to the collapsible portion (8) to translate the same from the lying down condition to the upright condition.

4. Wind generator according to claim 3, wherein said handling apparatus (16) is removably anchored to the ground and removably engageable to the collapsible portion (8) of the support pole (3).

5. Wind generator according to one or more of claims 3 to 5, wherein said handling apparatus (16) comprises a fluid-dynamic actuator (17) having a first end (18) pivoted to a ground anchoring base (19) and a second end (20) engageable to an attachment bracket (21) carried by the collapsible portion (8) of the support pole (3).

6. Wind generator according to claim 5, wherein said fluid-dynamic actuator (17) comprises a hydraulic cylinder (23) having a telescopic rod (24).

7. Wind generator according to one or more of the preceding claims, in which the base portion (7) of the pole has a height lower than the length of the collapsible portion (8)

8. Wind generator according to one or more of the preceding claims, in which the collapsible portion (8) of the pole is hinged to the base portion (7) at a height of between 0.5 and 3 m.

9. Wind generator according to one or more of the preceding claims, further comprising locking devices (13) operating between the base portion (7) and the collapsible portion (8) to fix the latter in the upright condition.

10. Method for performing maintenance on wind generators, including: prepare a wind generator (1) according to one or more of the preceding claims, with a support pole (3) comprising a base portion (7) anchored to the ground and a collapsible portion (8) hinged with respect to the base portion (7 ) according to a horizontal axis, and fixed by means of locking devices (13) with respect to the base portion (7) in an upright condition in which it extends vertically from the base portion (7); engaging a handling apparatus (16) to the collapsible portion (8); removing the locking devices (13) of the collapsible portion (8) to the base portion (7); move the collapsible portion (8) around its hinging axis with respect to the base portion (7), from the erect condition to a lying condition in which a generator (2) mounted at the top of the support pole (3) is brought to the ground and accessible there for maintenance; raising the collapsible portion (8) from the lying down condition to the upright condition by means of said handling apparatus (16); engaging the locking devices (13) of the collapsible portion (8) to the base portion (7); remove the handling apparatus (16) from the collapsible portion (8).