MXPA06015165A - Turbina de viento de eje vertical. - Google Patents

Turbina de viento de eje vertical.

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MXPA06015165A
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Abstract

La invencion concierne a una turbina de viento de eje vertical que comprende una torre giratoria central a la cual se fijan sustancialmente helices verticales, dichas helices capaces de girar y moverse radialmente con relacion a la torre central, el movimiento de cada helice siendo controlado de manera independiente con base en las condiciones a las cuales se somete constantemente tal que optimice el desempeno global de la turbina de viento.

Description

TURBINA DE VIENTO DE EJE VERTICAL Descripción La presente invención concierne a una turbina de viento de eje de aspecto vertical en la cual la concepción ha sido optimizada para permitirle trabajar prácticamente sin importar cuales son las condiciones climáticas, con la ventaja de un rendimiento elevado que permite reducir sensiblemente el costo de la energía. La lógica seguida por los inventores permite igualmente obtener una configuración extremadamente confiable, finalmente ofreciendo facilidades de construcción y de mantenimiento inéditas en este tipo de sistemas. Según la invención, la turbina de viento comprende de manera clásica una torre central giratoria a la cual se fijan hélices, y se caracteriza de manera esencial en que dichas hélices pueden girar y desplazarse radialmente con relación a la torre central, el movimiento de cada hélice siendo controlado y comandado de manera autónoma en función de las condiciones a las cuales está sometida en cada instante, en vista de optimizar el rendimiento global de la turbina de viento. Esta característica, que fundamenta al sistema de la invención, debe permitir a la turbina de aire funcionar en la mayor parte de las condiciones meteorológicas . En ciertos documentos, tales como la patente US 6,370,915 y la patente DE 195 44 400, se hace mención de turbinas de aire en las cuales la posición angular de las hélices es manejada por un computador. No obstante, en estos dos casos, la posición angular de cada hélice es prevista por adelantado por programa, según un número restringido de modelos que toman en cuenta de la fuerza del viento, y las hélices no son por lo tanto manejadas de manera completamente autónoma en cada instante. Varios grados de libertad en la regulación de las hélices son ofrecidos por la estructura de la invención, los cuales permiten colocar las mismas de manera óptima notablemente con respecto al viento, independientemente entre sí, asegurando desde entonces un rendimiento de funcionamiento siempre elevado, y permitiendo en caso de necesidad colocar las hélices de manera muy replegada cuando los vientos alcanzan velocidades muy importantes, por ejemplo en caso de tempestad. En este caso, la posición de las hélices no ofrece mas admisión dinámica al viento, y la turbina de aire se para por razones de seguridad. De manera mas precisa, al menos una de las extremidades de cada eje de rotación de las hélices es deslizable en una dirección radial con respecto a la torre central . En la hipótesis en la cual una sola de las extremidades de cada eje es movible radialmente, se da preferencia a la extremidad inferior. Es por lo tanto posible preveer que las dos extremidades de cada eje de rotación de las hélices sean movibles radialmente de manera independiente entre sí. La elección de unicidad o de plegado de las posibilidades de desplazamiento radial depende de la aplicación, de la región de implantación de la turbina de aire, etc. Desde un punto de vista práctico, esta posibilidad de movimiento radial resulta del enlace de las extremidades de los ejes de rotación de las hélices a brazos que se desarrollan radialmente a partir de la torre central giratoria. De manera mas precisa, estos brazos son provistos de correderas que se desarrollan según su eje. Contrariamente a las turbinas de aire actuales, las hélices tienen por consecuencia y en todos los casos, en la invención, dos puntos de fijación, los cuales permiten construirlas con una superficie mucho mas grande, obteniendo una potencia muy superior notablemente cuando las condiciones del viento son favorables. En una primera forma de realización de la invención, las hélices son rígidas. Se fabrican por lo tanto, de manera clásica, con materiales que permiten ofrecer al viento una superficie indeformable. Según una configuración posible, la sección transversal de las hélices es en forma de S alargada. La superficie exterior ondulada que resulta tiene por objetivo optimizar adicionalmente el ataque del viento sobre cada hélice, permitiendo una mejor gestión de los flujos de aire y de sus turbulencias en los alrededores de las superficies . La dirección de dichos flujos contra la periferia externa de cada hélice es mejorada por esta forma, de donde se obtiene una disminución de las turbulencias y una mejor aplicación de la fuerza del viento. Además, esta forma en S permite aumentar los desempeños aerodinámicos de las hélices en movimiento. Según una posibilidad suplementaria, las hélices pueden estar constituidas de varias partes ensamblables . El objetivo es de permitir un transporte mas fácil, y un montaje en sitio mas fácil para las hélices que puedan alcanzar dimensiones muy grandes . Según una segunda variante posible de la invención, las hélices pueden ser fabricadas en material flexible, por ejemplo utilizado en el campo de las velas. Una otra incidencia económica muy favorable, ya que este tipo de hélice tiene un costo de fabricación muy sensiblemente inferior a aquel de las hélices rígidas, estas hélices podrían ser utilizadas en los campos en los cuales puedan tener una doble función: por ejemplo, en el caso de utilización en un barco o en un velero, manteniendo las hélices en una posición fija, podrían tener las mismas funciones que una vela en un velero . En esta hipótesis, una turbina de aire con hélices flexibles instalada sobre un barco podría funcionar como generador para alimentar al motor de un barco cuando la navega-ción con velas es imposible, o como vela clásica cuando la utilización del motor no es requerida. En esta configuración, las hélices se pueden enrollar en o alrededor de un soporte inferior y se pueden desplegar con la ayuda de cables cooperando con un soporte superior. En otros términos, cada hélice podría ser replegada por enrollamiento. Para evitar las vibraciones, notablemente cuando la vela flota, al menos el soporte superior está dotado de un dispositivo amortiguador. Ya sea en la variante de hélices rígidas o en la versión de hélices flexibles, la sección longitudinal de las hélices se puede situar en un trapecio. En la hipótesis de las velas, notablemente pero no exclusivamente, la base de la vela es entonces de longitud superior a su reborde superior. Las hélices, inclusive si su superficie es grande, deben poder en todo momento ser orientadas correctamente y rápidamente con respecto a los vientos para optimizar el rendimiento del sistema, incluso replegadas cuando condiciones de tempestad se presentan. Esto debe además poder hacerse lo mas rápidamente posible, por medición permanente de parámetros meteorológicos y repercusión inmediata de dichas mediciones sobre la posición efectiva de las hélices . Es la razón por la cual la posición radial de los ejes de rotación de las hélices asi como su posición angular son de preferencia manejadas por al menos un computador al cual están ligados detectores de parámetros meteorológicos del ambiente de la turbina de aire, dichos computadores conduciendo medios motrices que ponen en movimiento a las hélices. Esta característica, aunque no es estrictamente necesaria, es sin embargo esencial en un número de aplicaciones. El computador, que calcula notablemente el movimiento de rotación de cada hélice, puede acelerarla o frenarla para optimizar su posición con respecto a las condiciones del viento en vista de mejorar el rendimiento global de la turbina de aire. Los parámetros tomados en cuenta por el o los computadores son notablemente: la velocidad y la dirección del viento, medidas por una veleta y un anemómetro; la posición de las hélices; la velocidad y el consumo de energía de la turbina de aire; el consumo de las hélices; la temperatura atmosférica, y aquella de los componentes de la turbina de aire. Estos diferentes parámetros dependen notablemente del número y de la naturaleza de los detectores que son instalados, de los accionadores que permiten la puesta en marcha del programa del computador, así como del software que hace funcionar al conjunto. En este aspecto, se debe notar que el o los computadores pueden ser parametrizados por un computador exterior, notablemente para cambiar ciertos datos, incluso de manera global para mejorar o poner al día al software de gestión.
Entre los accionadores, los medios motrices mencionados son de preferencia motores eléctricos . En suma, el movimiento de cada hélice se controla por computador, con la ayuda de uno o varios programas de software que son concebidos para poner en correspondencia los elementos físicos del sistema, a saber notablemente la estructura y el dimensionamiento de las hélices y mas generalmente de la turbina de aire, con los parámetros meteorológicos medidos. La posición de las hélices es en este caso sometida en permanencia a las condiciones meteorológicas y climáticas, la respuesta del sistema a los valores medidos interviniendo además casi inmediatamente . Cuando la velocidad del viento aumenta, por ejemplo, súbitamente, las hélices son desplazadas por el sistema para acercarlas a la torre giratoria, y orientadas de tal manera que no ofrezcan la totalidad de su superficie a los esfuerzos ejercidos por el viento. Por el contrario, en la hipótesis en la que el viento se debilita, las hélices se despliegan para ofrecer una superficie mas importante, y permitir la producción de energía en las condiciones óptimas . El accionamiento de la posición a la vez angular y radial con respecto a la torre central de cada hélice independientemente entre sí y en cada instante, en función de parámetros climáticos determinados, permite obtener un rendimiento máximo del sistema, y por consecuencia la producción de la mayor cantidad de energía posible en cada instante .
Según una posibilidad, los detectores son colocados debajo de las hélices, es decir, en la zona donde las medidas, notablemente de la velocidad y de la fuerza del viento, son las mas significativas . Estos detectores, y de una manera general todos los aparatos de medición, no experimentan además desde ese momento alguna perturbación debida al paso de las hélices. Por otro lado, la estructura de la turbina de aire de la invención es tal que los dispositivos de transformación de energía, y en particular la generación eléctrica, son dispuestos al nivel de la base de la turbina de aire, sobre la torre central giratoria. Esta configuración es particularmente ventajosa, notablemente con respecto a estructuras que existen hoy en día, ya que la misma permite obtener una excelente estabilidad de la turbina de aire y disminuye mayormente los riesgos en caso de accidente. La fabricación y el mantenimiento de la turbina de aire son igualmente mayormente facilitados por este arreglo. En las turbinas de aire actuales, el generador eléctrico y todos los equipos asociados en general están dispuestos en la parte superior del poste, en la proximidad de las hélices. Este es notablemente el caso para las turbinas de aire de hélices horizontales. Teniendo en cuenta la potencia ofrecida y el dimensionamiento correspondiente a las turbinas de aire que son instaladas notablemente en los países nórdicos, es fácil concebir las dificultades al momento de la fabricación y de mantenimiento, así como todos los riesgos correspondientes a su puesta en marcha, que están directamente ligados a una tal configuración. Transportar y construir a varias decenas de metros del suelo, por ejemplo, un generador de alta potencia no es un trabajo anodino . Según la invención, la torre giratoria de la turbina de aire rodea una torre fija, la cual está de preferencia coronada con una cabina superior y provista de medios de acceso a dicha cabina. De hecho, estos medios de acceso a la cabina consisten, por ejemplo, de una escalera y/o un ascensor. Esta cabina puede, por ejemplo, utilizarse para la señalización y la puesta en su lugar de diversos aparatos de medición. Con respecto a sus predecesoras, la turbina de aire de la invención comprende por lo tanto, en la parte superior, una estructura mucho mas ligera ya que no contiene ninguno de los elementos mecánicos necesarios para la producción y/o para la transmisión de la energía. La cabina superior es por lo tanto muy útil pues agrupa los órganos de medición, puede permitir un control desde lo alto de la estructura, etc. De preferencia, según la invención, la torre fija está compuesta de elementos telescópicos. El interés es de permitir transportar en una sola operación el conjunto de la torre interior de la turbina de aire. En el caso de turbinas de aire de alta potencia, esta posibilidad presenta un interés considerable debido al tamaño de los elementos a desplazar. El remolque que sirve al transporte podría erigir la torre sobre el lugar de implantación siguiendo el principio utilizado en nuestros días para los camiones que entregan silos para cubrir o revestir en las obras de construcción. Un otro camión podría por otra parte estar equipado con un sistema hidráulico móvil que estaría colocado, en modo de trabajo, en la torre fija, y permitirla su erección. Una vez logrado esto, el sistema hidráulico seria recargado sobre el camión y listo a ser utilizado en una otra obra de construcción. La torre central, una vez erigida y fija de manera definitiva, servirá por si misma de grúa para el montaje de la torre exterior y de diversos elementos. Este principio de montaje permite evitar la utilización de grúas gigantescas como es el caso en estos días para el montaje de turbinas de aire en los países del norte de Europa, lo que producirá desde luego ahorros sustanciales . Según una posibilidad adicional, la torre giratoria está constituida por elementos ligeros o calados, lo que permite disminuir su peso, el objetivo siendo sin embargo mantener la resistencia máxima a la torsión. La turbina de aire de la invención puede además ser estibada al piso mediante tirantes de fijación, los cuales están de preferencia fijos a dicha cabina. Este atirantamiento se hace posible por la estructura particular de la invención y notablemente sus hélices de aspecto vertical retraíbles, ya que era, hasta ahora, imposible poner en marcha en las turbinas de aire de fabricación clásica sin provocar interferencia de posición con las hélices. La existencia de un tal atirantamiento permite por otra parte considerar la implantación de turbinas de aire según la invención en zonas donde eran hasta ahora imposibles de disponer debido al factor de condiciones climáticas difíciles que hacen la erección de la propia estructura muy problemática. Se ha mencionado anteriormente que una de las ventajas esenciales de la invención reside en la implantación en la parte baja de la turbina de aire del conjunto de estructuras técnicas de producción de energía, que aseguran además de otras ventajas una estabilidad muy superior. Estas, acopladas al atirantamiento, hacen el anclaje de la estructura muy eficaz. Esta base de la turbina de aire puede además estar instalada en un local técnico en el cual están dispuestas una sala de máquinas y un local de control informático. En suma, las turbinas de aire de la invención son verdaderamente concebidas para trabajar en todas partes y en particular en las regiones donde reinan condiciones meteorológicas extremas, en lugares en los cuales están hasta ahora prohibidas, todo esto ofreciendo una confiabilidad técnica muy elevada. Para lograr esto, según una característica fundamental, la estructura de la invención reposa sobre un posicionamiento óptimo, con respecto al viento, de cada hélice en cada instante, lo que permite producir en permanencia un máximo de energía en función de las condiciones exteriores. La configuración de la invención procura por consecuencia, a largo plazo, una ventaja económica innegable, pues el costo de producción de dicha energía es de corte inferior a aquella que resulta de diversos sistemas ya existentes. Las turbinas de aire de la invención permiten igualmente un gran número de variantes, según las zonas de implantación y las restricciones que resulten de ellas. Por ello, sus costos de construcción son inferiores a aquellos que se pueden esperar en el marco de la construcción de turbinas de aire clásicas. Se ha mencionado la posibilidad de implantar las turbinas de aire de la invención en zonas que hasta ahora no son accesibles : además del problema de las condiciones meteorológicas extremas, ciertas zonas están actualmente prohibidas pues las turbinas de aire clásicas acarrean molestias sonoras, incompatibles con asentamientos humanos . En este terreno, la invención aporta un confort acústico mucho muy superior a los anteriores, debido a la configuración particular de las hélices y de su adaptabilidad permanente al viento. El sistema de la invención puede, por otra parte, desde este punto de vista, asemejarse a las velas de un barco, para las cuales se busca también la adaptación permanente de la posición a la dirección del viento.
Por motivos de resistencia mecánica, las turbinas de aire clásicas no pueden mas instalarse en zonas muy frías, pues la velocidad de rotación de las hélices con respecto al eje principal de la turbina de aire, que es la mayor de las veces elevada para compensar el rendimiento débil, ocasiona un enfriamiento de las piezas y, a la vez, la formación de bloques de hielo, notablemente en la extremidad de las hélices, lo que puede probar ser extremadamente peligroso. Es en particular un peligro temible para los sistemas de hélices horizontales. En la invención, la velocidad de rotación es en general muy inferior para una producción de potencia mucho muy superior. Esto deriva en un enfriamiento menor de las varias piezas en movimiento, lo que disminuye corolariamente el riesgo de formación de tales bloques de hielo. La estructura vertical disminuye también el riesgo de formación de bloques de hielo. La invención va a ser ahora descrita mas en detalle, con referencia a las figuras anexas, para las cuales: la figura 1 muestra una vista general en plan de una turbina de aire de la invención; la figura 2 representa de manera esquemática, en corte, el funcionamiento de la turbina de aire de la invención para una posición angular dada de cada hélice, y para dos posiciones radiales distintas con respecto a la torre giratoria; la figura 3 muestra, de nuevo en corte, una otra posición angular de las hélices, que prepara notablemente un reagrupamiento contra la torre central en caso de tempestad; la figura 4 representa dicho reagrupamiento, que confiere una estabilidad máxima a la turbina de aire en caso de aparición de un viento de una fuerza muy grande; la figura 5 representa una posición posible de las hélices cuando los vientos son violentos pero permite el funcionamiento de la turbina de aire; la figura 6 ilustra una aplicación posible de la invención sobre un barco; la figura 7 muestra una aplicación de baja estatura sobre los postes de antenas, por ejemplo, de estaciones de enlace de teléfonos móviles; y la figura 8 representa un esquema sinóptico de funcionamiento global del computador central de comando. Con referencia a la figura 1, la turbina de aire comprende de manera esencial una torre giratoria (1) a la cual se conectan brazos inferiores (2, 2') y superiores (3, 3') que soportan las hélices (4, 4'). El enlace mecánico entre dichas hélices (4, 4') y sus brazos superiores (3, 3') e inferiores (2, 2 ' ) respectivos es tal que pueden por una parte girar alrededor de un eje central, y por otra parte acercarse o alejarse radialmente de la torre central (1) como será mostrado en mayor detalle con referencia a las figuras siguientes . La torre central (1) está dispuesta sobre un local técnico (5) , en el cual se instalan de manera esencial los equipos de producción de energía como el generador y los equipos que están asociados al mismo. Este local (5) puede de la misma manera comprender dispositivos de almacenamiento de dicha energía, así como una sala de comando, medios de transformación de la energía, etc. Una cabina (6) está dispuesta en la parte superior de la torre. Esta cabina superior es por si misma suspendida y/o equipada de medios de señalización aérea, de detectores y de aparatos de medición de los parámetros climáticos y meteorológicos del ambiente, parámetros que son enseguida re-transmitidos a los medios informáticos que determinan la posición precisa individual de las hélices (4, 4') . Estos aparatos, por ejemplo anemómetros, tienen por función principalmente medir la velocidad, la dirección y la fuerza de los vientos. Llegado el caso, tirantes de fijación (no representados) que permiten consolidar la fijación de la turbina de aire al suelo son unidos a dicha cabina (6) . La torre central (1) , que es giratoria ya que soporta los brazos (2, 2') y (3, 3'), rodea una torre fija provista de medios de acceso a la cabina (6) . Por supuesto, acciona al generador de electricidad dispuesto en el local técnico (5) , en el cual está igualmente situado el conjunto de sistemas de control de la turbina de aire. La mayor parte de las operaciones relacionadas con el funcionamiento cotidiano de la turbina de aire de la invención tienen lugar, en la práctica, en este local (5) , contrario a lo que pasa en las turbinas de aire clásicas, para las cuales la sala de máquinas se sitúa en la parte superior cerca del generador, máquinas y órganos de comando, de donde vienen las múltiples dificultades prácticas mencionadas anteriormente . El corte apareciendo en la figura 2 muestra los brazos inferiores (2, 2 ' , 2") ligados a la torre central (1), y dos posiciones radiales distintas a las hélices (4, 41, 4") con respecto a dichos brazos (2, 21, 2") . La dirección del viento es simbolizada por las flechas F, mientras que la dirección de rotación de la turbina de aire es representada por las flechas F' . En esta figura, las hélices (4, 4', 4") están en posición de trabajo normal, es decir, están orientadas de manera que ofrezcan, en cada instante, une presa máxima al viento para un rendimiento óptimo. Así, la hélice (4) está dispuesta perpendicu-larmente al viento, mientras que las hélices (4 ' , 4") están orientadas de una manera tal que la resultante de las fuerzas ligadas al viento comprende un componente tangencial que favorece la rotación de la torre giratoria (1) de la turbina de aire. En la posición angular representada, que es una posición de eficacia máxima con respecto a la dirección del viento, las hélices (4) pueden ser desplazadas radialmente, por ejemplo, por deslizamiento de correderas (7, 7', 7") como es simbolizado por la existencia de dos posiciones diferentes de las hélices (4, 4', 4"). La posición de las hélices (4, 4', 4") es manejada por computador, y son por consecuencia siempre posicio- nadas en vista de obtener un rendimiento óptimo. En la figura 3, la posición angular de las hélices (4, 41, 4") no es una posición de rendimiento máximo sino una preparación de repliegue cuando la fuerza del viento supera los límites técnicos de funcionamiento del sistema. La turbina de aire no gira mas que por su propia inercia, y no está mas prácticamente arrastrada por las hélices (4, 4', 4") . Al extremo, cuando las condiciones meteorológicas de tempestad crean un riesgo de destrucción del conjunto del sistema, las hélices (4, 41, 4") son replegadas como se muestra en la figura 4, y forman una "pirámide" que asegura la seguridad máxima de la obra. De hecho, el posicionamiento adyacente a las extremidades laterales de cada hélice (4, 4', 4") se hace posible por el deslizamiento radial de cada una de estas últimas en dirección de la torre central giratoria (1) . Se debe notar que las correderas (7, 7', 7") son por lo tanto calculadas de tal manera que su extremidad interior (próxima a la torre giratoria) se sitúe a una distancia de dicha torre (1) tal que la adyacencia de los lados laterales sea posible, de preferencia sin contacto. La figura 5 muestra que también en esta posición, es posible hacer pivotear ligeramente las hélices (4, 4', 4") de tal manera que solamente una fracción de su superficie pueda ofrecer admisión al viento. Este tipo de funcionamiento es, por consecuencia, indicado cuando los vientos son muy violentos, pero permite una utilización de la turbina de aire sin daño.
Numerosas aplicaciones son posibles para este tipo de turbina de aire. La forma de las hélices (4, 4', 4"), la longitud de la torre giratoria (1), etc., deben entonces adaptarse a los ambientes en los cuales se implantan las turbinas de aire de la invención. Según las temperaturas, la velocidad media de los vientos registrados en el sitio, etc., estas hélices serán mas o menos altas, largas, etc. En la configuración de la figura 6, tres turbinas de aire según la invención (A, B, C) son montadas sobre un barco en lugar de los mástiles tradicionales. En este contexto, las hélices (4, 41, 4") reemplazan las velas. La propulsión del barco se hace por medio de un motor eléctrico alimentado por los generadores situados en la base de cada una de las turbinas de aire (A, B, C) . Estas son, clásicamente, controladas por computadores que toman parte de informaciones obtenidas por los detectores para orientar cada hélice, individualmente, de la mejor manera, a fin de optimizar el rendimiento del sistema. Una tal aplicación puede, por ejemplo, aplicarse a las barcas que operan en el mar, holgadamente, a fin de obtener corriente con instalaciones considerablemente menos costosas que los campos de turbinas de aire actuales . Se ha mencionado anteriormente la posibilidad de diversos dimensionamientos para la turbina de aire de la invención, según las aplicaciones deseadas. En la figura 7, la turbina de aire es de muy baja estatura, y puede montarse sobre postes o tubos (M) existentes tales como aquellos de las antenas para estaciones de enlace de teléfonos móviles. Estas producen entonces la energía necesaria para asegurar el funcionamiento en caso de falla, dicha energía siendo entonces, por supuesto, almacenada en baterías para ser restituida en caso de necesidad. Los postes actuales de estaciones de enlace de teléfonos móviles están ya equipadas con baterías, y entonces de grupos electrógenos, incluso de un grupo de transformación de corriente continua en corriente alternante. La instalación de una turbina de aire según la invención podría perfectamente insertarse en este tipo de estructura. La figura 8 representa un organigrama muy general del comando y de la organización del sistema, llevados a cabo por al menos un computador. Este software permite tener una gestión inteligente de cada turbina de aire. Reúne las diversas informaciones tales como la velocidad, la dirección del viento, las posiciones angulares de cada hélice, la velocidad de rotación de la turbina de aire, su posición angular, para calcular en todo momento la posición óptima de cada hélice con respecto al viento. Además de estas características meramente técnicas, el computador maneja igualmente la producción y el consumo de energía, dicho consumo siendo considerado globalmente y para cada elemento del sistema. La temperatura siendo igualmente un parámetro de una importancia considerable, la unidad central maneja igualmente la temperatura atmosférica, así como aquella de diversos órganos que participan en la turbina de aire . El software comprende un cierto número de abacos de valores que se ponen en marcha por la influencia de comparaciones con los valores medidos, en vista de adoptar un comportamiento apropiado de cara a las condiciones meteorológicas. El software integrado en cada turbina de aire permite una gestión autónoma de la misma. Esta gestión permite igualmente preveer ciertas fallas de órganos por adelantado, y de detectar toda anomalía del sistema a distancia. Así, las tres hélices siendo completamente independientes, pueden igualmente ser manejadas de manera autónoma. En la hipótesis donde un motor de rotación se descompone, habrá, por ejemplo, dos posibilidades de acción: la hélice correspondiente puede permanecer perpendicular a la torre, y la turbina de aire entonces se para y se pone en posición de protección con esta hélice situada detrás de la torre con respecto a la velocidad del viento. Si dicha hélice no está perpendicular a la torre, el sistema la arrima a ésta última, y la turbina de aire podrá continuar funcionando con dos hélices. El funcionamiento de las turbinas de aire podría ser manejado a distancia mediante la red de Internet u otras redes apropiadas . El organigrama de la figura 8 muestra bien que hay una examinación permanente del conjunto de parámetros del sistema, medidos con la ayuda de detectores o equivalentes, y que todos los valores son tomados en cuente para poder hacer funcionar a la turbina de aire. En caso de falla, el sistema se puede auto-reparar o se detiene para esperar una asistencia exterior.

Claims (27)

  1. REIVINDICACIONES 1. Una turbina de aire de eje de aspecto vertical que comprende una torre central giratoria a la cual se fijan hélices sensiblemente verticales, caracterizada en que dichas hélices pueden girar y desplazarse radialmente con respecto a la torre central, el movimiento de cada hélice siendo controlado de manera autónoma en función de las condiciones a las cuales está sometida en cada instante en vista de optimizar el rendimiento global de la turbina de aire .
  2. 2. Una turbina de aire de eje de aspecto vertical según la reivindicación precedente, caracterizada en que al menos una de las extremidades de cada eje de rotación de las hélices es deslizable en una dirección radial con respecto a la torre central .
  3. 3. Una turbina de aire de eje de aspecto vertical según la reivindicación precedente, caracterizado en que la extremidad inferior de cada eje de rotación de las hélices es movible radialmente.
  4. 4. Una turbina de aire de eje de aspecto vertical según la reivindicación 3, caracterizada en que las dos extremidades de cada eje de rotación de las hélices son movibles radialmente de manera independiente entre sí .
  5. 5. Una turbina de aire de eje de aspecto vertical según una de las reivindicaciones 3 y 4, caracterizada en que las extremidades de los ejes de rotación de las hélices se conectan a los brazos desarrollándose radialmente a partir de la torre central giratoria.
  6. 6. Una turbina de aire de eje de aspecto vertical según la reivindicación precedente, caracterizada en que los brazos son provistos de correderas que se desarrollan según su eje .
  7. 7. Una turbina de aire de eje de aspecto vertical según cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizada en que las hélices son rígidas.
  8. 8. Una turbina de aire de eje de aspecto vertical según la reivindicación precedente, caracterizada en que la sección transversal de las hélices está en forma de S alargada.
  9. 9. Una turbina de aire de eje de aspecto vertical según la cualquiera de las reivindicaciones 7 y 8, caracterizada en que las hélices se constituyen de varias partes ensamblables .
  10. 10. Una turbina de aire de eje de aspecto vertical según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 6, caracterizada en que las hélices son fabricadas en un material flexible, por ejemplo, utilizado en el terreno de las velas.
  11. 11. Una turbina de aire de eje de aspecto vertical según la reivindicación precedente, caracterizada en que las hélices se pueden enrollar en o alrededor de un soporte inferior y se pueden desplegar con ayuda de cables que cooperan con un soporte superior.
  12. 12. Una turbina de aire de eje de aspecto vertical según la reivindicación precedente, caracterizada en que al menos el soporte superior está dotado de un dispositivo amortiguador.
  13. 13. Una turbina de aire de eje de aspecto vertical según cualquiera de las reivindicaciones 7 a 12 , caracterizada en que la sección longitudinal de las hélices se sitúa en un trapecio.
  14. 14. Una turbina de aire de eje de aspecto vertical según cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizada en que la posición de los ejes de rotación de las hélices con respecto a la torre central y la posición angular de las hélices son manejadas por al menos un computador al cual se conectan detectores de parámetros meteorológicos y del ambiente de la turbina de aire, dichos computadores manejando medios motrices que accionan las hélices.
  15. 15. Una turbina de aire de eje de aspecto vertical según la reivindicación precedente, caracterizada en que el computador puede acelerar o frenar la rotación de cada hélice para optimizar su posición con respecto a las condiciones del viento en vista de mejorar el rendimiento.
  16. 16. Una turbina de aire de eje de aspecto vertical según una de las reivindicaciones 14 y 15, caracterizada en que los parámetros tomados en cuenta por el o los computadores son notablemente : la velocidad y la dirección del viento, medidas por una veleta y un anemómetro; la posición de las hélices; la velocidad y el consumo de energía de la turbina de aire , el consumo de las hélices; la temperatura atmosférica, y aquella de los componentes de la turbina de aire.
  17. 17. Una turbina de aire de eje de aspecto vertical según una de las reivindicaciones 14 a 16, caracterizada en que el o los computadores pueden ser parametrizados por un computador exterior.
  18. 18. Una turbina de aire de eje de aspecto vertical según una de las reivindicaciones 14 a 17, caracterizada en que los medios motrices que accionan las hélices son motores eléctricos .
  19. 19. Una turbina de aire de eje de aspecto vertical según una de las reivindicaciones 14 a 18, caracterizada en que dichos detectores de parámetros meteorológicos son colocados por debajo de las hélices.
  20. 20. Una turbina de aire de eje de aspecto vertical según cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizada en que los dispositivos de transformación de energía, y en particular el generador eléctrico, son dispuestos al nivel de la base de la turbina de aire, sobre la torre central giratoria.
  21. 21. Una turbina de aire de eje de aspecto vertical según cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracteri- zada en que la torre giratoria rodea una torre fija.
  22. 22. Una turbina de aire de eje de aspecto vertical según la reivindicación precedente, caracterizada en que la torre fija está coronada con una cabina superior y provista de medios de acceso a dicha cabina.
  23. 23. Una turbina de aire de eje de aspecto vertical según la reivindicación precedente, caracterizada en que los medios de acceso a la cabina superior consisten de una escalera y/o un ascensor.
  24. 24. Una turbina de aire de eje de aspecto vertical según una de las reivindicaciones 21 a 23, caracterizada en que la torre fija está compuesta de elementos telescópicos.
  25. 25. Una turbina de aire de eje de aspecto vertical según cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracteri-zada en que la torre central giratoria está constituida de elementos ligeros o calados.
  26. 26. Una turbina de aire de eje de aspecto vertical según cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizada en que la misma está sujetada al piso mediante tirantes de fijación.
  27. 27. Una turbina de aire de eje de aspecto vertical según cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizada en que un local técnico está dispuesto en la base de la torre central giratoria.
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