WO2011064419A1

WO2011064419A1 - Pala cóncava para aerogenerador

Info

Publication number: WO2011064419A1
Application number: PCT/ES2010/000479
Authority: WO
Inventors: Vicente María Gamón Polo
Original assignee: Gamon Polo Vicente Maria
Priority date: 2009-11-27
Filing date: 2010-11-26
Publication date: 2011-06-03
Also published as: US20120230835A1; EP2505829A4; ES2345242A1; ES2345242B1; EP2505829A1

Abstract

Pala cóncava para aerogenerador, formada por un cuerpo (1) determinado por una superficie que define una concavidad (3), con una parte aplastada (2) en un extremo, para fijarse, por medio de dicha parte aplastada (2), en posición radial sobre un disco soporte.

Description

PALA CÓNCAVA PARA AEROGENERADOR

Sector de la técnica La presente invención está relacionada con el aprovechamiento de las energías renovables y en particular con la energía eólica, proponiendo una pala para aerogenerador realizada con unas características de configuración que la hacen particularmente ventajosa para aprovechar la fuerza del viento como medio motriz para accionar un generador eléctrico.

Estado de la técnica Cada vez son más los desarrollos tecnológicos orientados a hacer rentable la utilización de energías renovables para generar energías de consumo como son la energía eléctrica y la energía térmica, destacando en tal sentido los estudios que se vienen realizando en el campo de la energía eólica.

La captación de la fuerza del viento para su transformación en energía eléctrica, se realiza convencionalmente mediante aerogeneradores formados por uno o más rotores de palas, los cuales son actuados por la acción del viento, produciendo un movimiento giratorio que se utiliza para mover el eje de un generador eléctrico. Los rotores de palas de los aerogeneradores convencionales utilizan palas de grandes dimensiones conformadas de una manera aerodinámica, de forma que al incidir el viento sobre dichas palas, crea un flojo deslizante transversalmente sobre las mimas, dando lugar a una componente de sentido rotacional en el rotor en el que van equipadas.

Dicha forma y disposición de las palas de los rotores eólicos, requieren de una orientación precisa de las palas en función de la fuerza y de la dirección del viento, de manera que, dada la variabilidad espontánea e indeterminada de dichos factores del viento, resulta necesario un constante control de orientación del rotor eólico y de las propias palas, para lo que se requiere unas instalaciones funcionales muy complicadas y costosas.

Objeto de la invención De acuerdo con la invención se propone una pala que se ha previsto con una forma estructural de características muy ventajosas para captar la acción del viento, de modo que permite aprovechar la fuerza del viento con gran efectividad, para actuar el accionamiento de un generador eléctrico con un alto rendimiento de producción y una instalación muy sencilla .

Esta pala objeto de la invención se halla formada por una superficie semicilíndrica aplastada por un extremo, de forma que define una concavidad que se ensancha progresivamente desde la parte extrema plana, constituyendo esa parte extrema plana una base para el amarre de la pala en el montaje de aplicación.

La pala así formada se fija por la parte extrema plana sobre un disco soporte, sobre el cual se incorporan de la misma forma, en distribución circular uniforme, un conjunto de al menos tres palas, formando un rotor eólico que es susceptible de incorporarse sobre un eje de accionamiento de un generador eléctrico .

En cada rotor eólico pueden disponerse tres o más palas, todas ellas con la concavidad en el mismo sentido, y en el eje destinado a ser accionado se pueden incorporar uno o más rotores eólicos, dispuestos todos ellos con la concavidad de sus palas orientada en el mismo sentido, pudiendo establecerse dicho eje acoplado directamente respecto de un generador eléctrico o bien a través de una transmisión de distancia .

Con ello se obtiene un aerogenerador en el que las palas de los rotores eólicos permiten captar el viento por la parte cóncava, generando una fuerza de rotación del rotor eólico que es mucho mayor que la que ocasiona el viento al incidir sobre la parte convexa de las palas, de forma que en el conjunto de cada rotor eólico el viento produce una fuerza resultante de rotación en el sentido en el que las palas reciben el viento por la parte cóncava, dando lugar a un giro que se puede aprovechar para accionar un generador eléctrico .

Con este tipo de palas cóncavas objeto de la invención, la captación del viento solo requiere la orientación de los rotores eólicos para que las palas queden perpendiculares al viento, lo cual se puede determinar mediante control electrónico o de manera autónoma por la propia acción del viento mediante una veleta, de manera que la instalación del montaje resulta además más sencilla que la de los aerogeneradores convencionales. Descripción de las figuras

La figura 1 muestra en perspectiva frontal de una pala según el objeto de la invención.

La figura 2 es un esquema de la aplicación de la pala preconizada en un aerogenerador , según un ejemplo de realización. La figura 3 es un ejemplo de otra forma de aplicación de la pala preconizada para el accionamiento de un generador eléctrico.

La figura 4 es una vista de perfil del montaje de la figura anterior.

La figura 5 es una vista en planta de dicho montaje de las figuras 3 y 4. La figura 6 es un ejemplo de aplicación de la pala preconizada en un aerogenerador de eje vertical.

La figura 7 es un ejemplo de un rotor eólico provisto con palas configuradas según la invención y formadas de un material flexible.

La figura 8 es una perspectiva en despiece de una pala cóncava con las mismas características funcionales de la invención, con una realización estructural de formación de la concavidad de la pala mediante dos placas giratorias.

La figura 9 es una perspectiva del conjunto montado de la pala de la figura anterior. Descripción detallada de la invención

El objeto de la invención se refiere a una pala destinada para captar la acción del viento en rotores eólicos actuadores de un movimiento giratorio, para el accionamiento de un generador eléctrico o aplicaciones semej antes .

Según la figura 1, la pala preconizada consta de un cuerpo (1) determinado por una superficie curvada en forma semicilindrica, con una parte aplastada (2) de forma plana en un extremo.

El cuerpo (1) de la pala determina por lo tanto una concavidad (3) que se ensancha progresivamente desde la parte aplastada (2), de forma que dicha parte aplastada (2) constituye una base para fijar la pala en el montaje de aplicación. La pala asi formada se fija por la parte aplastada

(2) en posición radial sobre un disco soporte (4), para formar, junto con otras palas fijadas en el mismo disco soporte (4), un rotor eólico (5) destinado para hacer girar un eje (6) y a través de él actuar el accionamiento de un generador eléctrico (7), para lo cual la configuración cóncava de las palas resulta de una gran efectividad, ya que al incidir el viento en la concavidad (3) de las palas éstas transforman la fuerza del viento en fuerza giratoria del rotor eólico (5) con un gran rendimiento.

En la disposición de aplicación cada rotor eólico (5) puede formarse con tres o más palas, disponiéndose las palas en posición radial y distribución uniforme de separación angular entre ellas sobre el disco soporte (4) ; mientras que sobre el eje (6) a accionar pueden incorporarse uno o más rotores eólicos (5) .

En esas condiciones, puede por ejemplo, como representa la figura 2, determinarse un montaje de dos rotores eólicos (5) sobre un eje (6) horizontal acoplado directamente sobre un generador eléctrico (7), disponiéndose ese conjunto sobre una columna (8) sustentadora, en montaje de orientación, mediante una veleta (9) o un control electrónico, para que el cuerpo (1) de las palas de los rotores eólicos (5) quede constantemente enfrentado a la dirección del viento.

En otra forma de aplicación, como representa la figura 6, puede disponerse uno o más rotores eólicos

(5) sobre un eje (6) vertical acoplado respecto de un generador eléctrico (7), situado en una posición inferior . Otro montaje puede ser, como en las figuras 3, 4 y

5, disponiendo varios rotores eólicos (5) en un eje (6) horizontal incorporado sobre una estructura portante (10) en forma de puente, yendo dicha estructura portante (10) dispuesta sobre una plataforma giratoria (11) y apoyada mediante un carro de rodadura (12) sobre un carril anular (13) concéntrico respecto del punto de giro (14) de la plataforma giratoria (11), relacionándose el eje (6), mediante una transmisión (15) de cadena o similar, con un generador eléctrico (7) situado sobre la plataforma giratoria (11) .

Las disposiciones mencionadas son ejemplos de montaje de aplicación de la pala cóncava preconizada, sin que estos ejemplos tengan carácter limitativo, ya que la pala objeto de la invención puede disponerse en cualquier otra disposición de rotores eólicos (5) incorporados sobre un eje (6) que, directamente o a través de una transmisión, vaya acoplado a un generador eléctrico (7) para producir energía eléctrica.

Con la configuración mencionada, la pala objeto de la invención puede ser de un material flexible, de forma que, como representa la figura 7, al recibir el viento por la parte frontal se abre la concavidad (3) , con lo cual la influencia del viento genera una impulsión giratoria del rotor eólico (5) correspondiente, mientras que cuando el viento incide por la parte posterior, el cuerpo (1) de la pala se cierra, reduciendo así la resistencia que ofrece al viento en el sentido contrario al accionamiento giratorio del rotor eólico (5) .

Según otra forma de realización, tal como representan las figuras 8 y 9, el cuerpo (1) de la pala puede estar formado por dos placas (16) rígidas, dispuestas cada una de ellas en montaje de giro libre individual sobre un bastidor soporte (17), pudiendo girar dichas placas (16) entre una posición cerrada de enfrentamiento entre ellas y una posición abierta en la que entre ambas placas (16) queda una concavidad (3), yendo provisto el bastidor soporte (17) en el extremo inferior con una prolongación (18) para la sujeción de la pala sobre el disco soporte (4) de montaje. Esta realización de la pala hace el mismo efecto que la pala de material flexible, es decir que cuando el viento incide por la parte frontal provoca la apertura de la concavidad (3), mientras que cuando el viento incide por la parte posterior el conjunto de las placas (16) se cierra. Para el correcto funcionamiento en esa forma operativa de apertura y cierre de la pala en función de la incidencia del viento por la parte frontal o por la parte posterior, se prevé que en el montaje giratorio las placas (16) vayan asociadas con una relación de sincronismo entre ellas, por ejemplo mediante un engranaje entre piñones (no representados) solidarios de las mismas, o cualquier otra forma de sincronismo capaz de hacer que dichas placas (16) giren a la vez en los movimientos de apertura y cierre de la pala.

Esta realización permite, además, la aplicación de la pala en rotores de accionamiento por movimiento de agua, como el oleaje o corrientes, en las mismas condiciones de funcionamiento que con los rotores de accionamiento eólico.

Claims

REIVINDICACIONES

1. - Pala cóncava para aerogenerador , del tipo destinado para incorporarse en rotores eólicos de accionamiento de un generador eléctrico, caracterizada en que consta de un cuerpo (1) determinado por una superficie curvada en forma semicilindrica, con una parte aplastada (2) en un extremo, definiendo una concavidad (3) que se ensancha progresivamente desde la parte aplastada (2), fijándose dicha parte aplastada (2) en un disco soporte (4), respecto del cual el cuerpo (1) de la pala queda en posición radial.

2. - Pala cóncava para aerogenerador, de acuerdo con la primera reivindicación, caracterizada en que sobre un disco soporte (4) se disponen tres o más palas en distribución circular equidistante entre ellas, con la concavidad (3) de todas las palas orientada en el mismo sentido.

3. - Pala cóncava para aerogenerador, de acuerdo con las reivindicaciones primera y segunda, caracterizada en que sobre un eje (6) vertical u horizontal se disponen uno o más conjuntos de palas dispuestas con la concavidad (3) de todas ellas en el mismo sentido, para accionar ese eje (6) en giro al incidir el viento en dicha concavidad (3) de las palas.

4. - Pala cóncava para aerogenerador, de acuerdo con la primera reivindicación, caracterizada en que el cuerpo (1) que determina la concavidad (3) se forma con un material flexible, de forma que cuando el viento incide frontalmente en la concavidad (3) ésta se abre, mientras que cuando el viento incide por la parte posterior dicha concavidad (3) se cierra.

5.- Pala cóncava para aerogenerador, de acuerdo con la primera reivindicación, caracterizada en que el cuerpo (1) se forma por dos placas (16) rígidas, dispuesta en montaje de giro libre individual sobre un bastidor soporte (17), con posibilidad de girar dichas placas (16) entre una posición cerrada de enfrentamiento entre ellas y una posición abierta en la que entre ambas placas (16) queda una concavidad (3).