ES2391890T3 - Instalación de energía eólica con carriles conductores - Google Patents

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Abstract

Instalación de energía eólica (1) con una torre (2) constituida por varios segmentos de torre (21, 22), con ungenerador (6) dispuesto en la zona de la cabeza de la torre para la generación de corriente,en la que el generador está dispuesto en el interior de una góndola, con un módulo de potencia (7) con una primeraunidad de módulo de potencia (71) y con medios de conducción de corriente para la derivación de la corrientegenerada desde la cabeza de la torre, caracterizada porque los medios de conducción de corriente (91, 92) estánpremontados segmentados en los segmentos de torre (21, 22) y porque la primera unidad de módulo de potencia estádispuesta en la góndola (4) y está unida directamente con el generador (6) a través de un cable.

Description

Instalación de energía eólica con carriles conductores
La invención se refiere a una instalación de energía eólica con una torre constituida por varios segmentos de torre, con un generador dispuesto en la zona de la cabeza de la torre para la generación de corriente, con un módulo de potencia y con medios de conducción de corriente para la derivación de la corriente generada de la cabeza de la torre. Instalaciones de energía eólica semejantes se conocen, por ejemplo, del documento DE 10 152 557.
El módulo de potencia eléctrico de una instalación de energía eólica, que comprende unidades eléctricas como transformadores, armarios de conmutación, eventualmente inversores, instalación de media tensión, distribución de baja tensión, etc. está dispuesto en instalaciones de energía eólica conocidas por debajo del plano del generador y con frecuencia en la zona de la base de la torre de la instalación de energía eólica. Para ello o para algunos de estos componentes está prevista la mayoría de las veces una pequeña caseta propia fuera de la instalación de energía eólica. Para transferir la energía eléctrica generada por el generador dispuesto en la zona de la punta de la torre en el interior de la góndola al módulo de potencia están previstos medios de conducción de corriente que la mayoría de las veces discurren en el interior de la torre y están configurados en la forma de cables. Estos cables se colocan en la torre después de que ésta está levantada. Esto es un procedimiento costoso ya que los cables se deben instalar en toda la altura de la torra en una etapa de trabajo separada. Además, esta etapa de trabajo depende de erigir anteriormente la torre.
No obstante, no es obligatoriamente necesario disponer el módulo de potencia (completamente) en la zona de la base de la torre. También se pueden concebir básicamente otras posiciones. Los medios de conducción de corriente deben satisfacer por ello esencialmente la finalidad de evacuar la corriente generada en la zona de la cabeza de la torre y eventualmente la corriente tratada previamente.
La presente invención tiene el objetivo de especificar una instalación de energía eólica que se pueda erigir de forma más sencilla y por consiguiente también más favorable y rápida, y en la que no sea necesario u obligatoriamente n módulo de potencia en la zona de la base de la torre.
Este objetivo se resuelve según la invención porque los medios de conducción de corriente están premontados segmentados en los segmentos de torre y porque el módulo de potencia está dispuesto al menos parcialmente en la zona de la cabeza de la torre.
Los segmentos de los medios de conducción de corriente están premontados por consiguiente y se montan en los segmentos de torre antes de que se erija la torre a partir de los segmentos de torre individuales. Por consiguiente no es necesario tirar de forma costosa cables a través de la torre después de la disposición de la torre. Mediante las medidas según la invención se puede acortar el tiempo global de disposición de la instalación de energía eólica y reducir los costes para la disposición sin que se deban asumir aquellas desventajas técnicas.
Para evitar un módulo de potencia dispuesto en la zona de la base de la torre se propone además disponer el módulo de potencia al menos parcialmente en la zona de la cabeza de la torre. En este caso está previsto preferiblemente que el módulo de potencia se monte, parcialmente o completamente, en el interior de la góndola. En otra configuración preferida está previsto que el módulo de potencia presente al menos dos unidades de módulo de potencia de las que una estará dispuesta en la zona de la cabeza de la torre y la otra por debajo de la cabeza de la torre, así en la zona de la base de la torre o alejada de la base de la torre. Los medios de conducción de corriente están previstos luego esencialmente para conectar las dos unidades de módulo de potencia.
Otras configuraciones ventajosas de la instalación de energía eólica según la invención están especificadas en las reivindicaciones dependientes. Está previsto preferiblemente que los segmentos de los medios de conducción de corriente sólo estén conectados de forma fija con el segmento de torre correspondiente en una zona, preferiblemente en la zona superior en el estado construido. Esta fijación con el segmento de torre se realiza preferiblemente antes de la disposición de la torre, de modo que se prefabrican los segmentos de torre, inclusive los segmentos de los medios de conducción de corriente fijados en ellos. Ya que el segmento de los medios de conducción de corriente sólo está montado de forma fija en un punto en la torre, a saber sujeto pero también móvil en ciertos límites en la pared interior del segmento de torre y por consiguiente todavía se puede orientar para conectarse de la forma más sencilla y adecuada posible con los segmentos siguientes de los medios de conducción de corriente del siguiente segmento de torre.
Para la fijación posterior de los segmentos de los medios de conducción de corriente en el interior del segmento de torre pueden estar previstos además también elementos de soporte adicionales en la pared interior de la torre, con los que los segmentos de los medios de conducción de corriente se conectan de forma fija antes o después de la disposición de la torre para fijarla de la forma más adecuada posible.
Si los medios de conducción de corriente están configurados como cables, las dimensiones de los tramos de cable en
los segmentos de torre pueden estar dimensionadas para el puenteo de bridas o partes salientes de la pared interior de la torre de modo que sea posible un puenteo de estas zonas exento de problemas.
Al utilizar carriles conductores como medios de conducción de corriente pueden estar previstos carriles de conexión flexibles preferiblemente para el puenteo de partes salientes de la pared interior de la torre y/o para la conexión de segmentos de carriles conductores. Éstos se utilizan después de la disposición de la torre para conectar los segmentos de carril conductor siempre y cuando éstos no lleguen directamente unos a otros o si se deben puentear huecos u otros impedimentos entre los segmentos de carril conductor, por ejemplo, una brida en el segmento de carril de torre.
Para proteger por un lado el personal de mantenimiento frente a un contacto con los carriles conductores al ascender por la torre a través de su espacio interior y garantizar un aislamiento eléctrico, y por otro lado proteger los medios de conducción de corriente frente a deterioros, en otra configuración está prevista una envolvente de protección, en particular una chapa de protección que está conectada, por ejemplo, de forma fija con la pared interior de la torre y protege completamente los medios de conducción de corriente frente a contactos. También esta envolvente de protección puede estar dividida en segmentos individuales que asimismo están premontados en los segmentos de torre tal y como los segmentos de los medios de conducción de corriente. De este modo se consigue otro acortamiento y simplificación de la disposición de la instalación de energía eólica.
La invención se refiere además también a un segmento de torre para una torre constituida por varios segmentos de torre de una instalación de energía eólica que en la zona de la cabeza de la torre presenta un generador para la generación de corriente. El segmento de torre está caracterizado porque en él está premontado un segmento de medios de conducción de corriente para la derivación de la corriente generada de la cabeza de la torre.
La invención se explica más en detalle a continuación mediante los dibujos.
Muestran:
Figura 1 una representación de una instalación de energía eólica no perteneciente a la invención,
Figura 2 un fragmento de una instalación de energía eólica semejante con dos segmentos de torre,
Figura 3 una representación en perspectiva de los carriles conductores previstos según la invención,
Figura 4 una representación de una primera instalación de energía eólica según la invención,
Figura 5 una representación de una segunda instalación de energía eólica no perteneciente a la invención, y
Figura 6 una representación de una tercera instalación de energía eólica no perteneciente a la invención.
La instalación de energía eólica 1 representada esquemáticamente, descrita en la Patente Alemana DE 10 152 557 presenta una torre 2 con una cimentación 3, una góndola 4 alojada de forma rotativa en la zona de la punta de la torre, así como un módulo de potencia 7 dispuesto en la zona de la base de la torre, por ejemplo, en una caseta separada. En el interior de la góndola 4 está dispuesto un rotor alojado de forma rotativa alrededor de un eje horizontal con varias palas del rotor 5 así como un generador 6 eléctrico. El rotor se pone en rotación por las fuerzas del viento que actúan sobre las palas del rotor 5 y acciona el generador 6 para la generación de energía eléctrica.
Para la transmisión de la energía generada por el generador 6 al módulo de potencia 7 que presenta numerosas unidades eléctricas, como un transformador o eventualmente un inversor para las tratamiento de la corriente eléctrica antes de que está se alimente a la red o se transfiera a un consumidor, en el espacio interior 8 de la torre 2 están previstos carriles conductores montados en la pared mediante elementos de fijación 10, preferentemente dos carriles conductores. Éstos son conductores eléctricos y están unidos eléctricamente con el generador a través de un cable 11, así como con el módulo de potencia 7 a través de una línea de conexión 12 que discurre preferentemente a través de la cimentación 3 y el subsuelo.
Los carriles conductores 9 están configurados de forma rígida y están hechos preferiblemente de segmentos de carril conductor individuales, tal y como está representado más en detalle por ejemplo en la figura 2. Allí se muestran dos segmentos de torre 21, 22 a partir de los que se constituye preferiblemente la torre 2. Segmentos de torre 21, 22 semejantes pueden estar hechos, por ejemplo, de acero o también de hormigón.
Estos segmentos de torre 21, 22 se prefabrican y se ensambla en el emplazamiento de la instalación de energía eólica para formar la torre. Para todavía acortar aun más el tiempo de disposición y simplificar el trabajo y por consiguiente reducir también los costes de toda la instalación de energía eólica, los segmentos de carril conductor 91, 92 se montan igualmente de forma fija antes de la disposición de la torre 2 en los puntos correspondientes de los segmentos de torre 21, 22 individuales. La fijación de los segmentos de carril conductor 91, 92 se realiza preferentemente sólo en la zona superior del segmento de torre 21, 22 correspondiente mediante un dispositivo de fijación 10, mientras que la parte restante de los segmentos de carril conductor 91, 92 se puede mover todavía en ciertos límites para simplificar la
conexión con segmentos de carril conductor subsiguientes. Mediante esta estructura también se pueden compensar movimientos relativos entre la torre 2 y los carriles conductores 91, 92, por ejemplo debido a diferentes coeficientes de dilatación. No obstante, también puede estar previsto que se utilicen otros elementos de soporte 14 que conduzcan los segmentos de carril conductor 91, 92 sobre toda su longitud. Para ello la sección transversal de la abertura para los segmentos de carril conductor 91, 92 en los elementos de soporte 14 puede estar dimensionada mayor que la sección transversal de los mismos segmentos de carril conductor 91, 92. De esta manera se permite un movimiento relativo de los segmentos de carril conductor 91, 92 en los elementos de soporte 14 y al mismo tiempo los carriles conductores 91, 92 se conducen y se limitan en su movilidad.
Para conectar eléctricamente los segmentos de carril conductor 91, 92 y en este caso puentear eventualmente partes presentes salientes en el espacio interior, como por ejemplo la brida 211, 212 presente en el borde superior e inferior de los segmentos de torre 21, 22, se utilizan carriles de conexión 13 flexibles aislados cuya forma se puede modificar durante el montaje a mano en los dos segmentos de carril conductor 91, 92. Mediante estos carriles de conexión 13 se pueden compensar también las dilataciones del material o contracciones, por ejemplo, pos oscilaciones de la temperatura.
En la figura 3 se muestra una representación en perspectiva de dos segmentos paralelos de carril conductor 911, 912. Éstos están atornillados de forma fija mediante tornillos 15 en el dispositivo de soporte 14. En este caso pueden estar previstos medios aislantes para aislar los segmentos de carril conductor 911, 912 respecto a los dispositivos de soporte
14. De forma alternativa los mismos dispositivos de soporte 14 también pueden estar fabricados naturalmente de un material aislante. Este mismo dispositivo de soporte 14 está atornillado de forma fija con la pared interior del segmento de torre.
Para la protección frente a contactos de los carriles conductores 911, 912 durante el funcionamiento de la instalación de energía eólica está prevista además una chapa protectora 16 que eventualmente ya se puede montar antes de la disposición de la torre 2 en los segmentos de torre individuales tal y como los segmentos de carriles conductores 911,
912. Mediante un carril de guiado 17 que puede estar hecho, por ejemplo, de una goma fija se puede fijar por un lado esta envolvente de protección y por otro lado se asila frente al segmento de torre. Pero para la fijación de la chapa de protección 16 también pueden estar previstos otros medios que no están mostrados en cuestión.
Además, en o sobre estas chapas de protección 16 previstas como envolventes de protección se pueden montar otros dispositivos como enchufes, luminarias, etc. de modo que éstos se pueden premontar eventualmente de manera sencilla. Además, en particular una instalación de estos dispositivos en la envolvente de protección 16 evita un montaje expuesto en la pared de la torre y por consiguiente lleva a un peligro reducido de un deterioro, por ejemplo, debido a objetos que caen durante y después de erigir la torre.
La figura 4 muestra una primera configuración de una instalación de energía eólica según la invención. En este caso el módulo de potencia 7 está dispuesto preferiblemente en el interior de la góndola 4 y está conectado directamente con el generador 6 a través de un cable 18. Después de que la corriente generada se ha tratado en el módulo de potencia 7, se conduce a los carriles conductores 9 a través de otro cable 19, allí se lleva a través de la torre a la base de la torre desde la que se evacúa a través de una línea de conexión 12, por ejemplo, a una estación de transformación 40 que se puede situar cerca o muy alejada de la instalación de energía eólica. A trazos se muestra una posición alternativa del módulo de potencia 7’ que también puede estar montado fuera de la góndola 4. Por la claridad se omite el cable de conexión del generador 6 con el módulo de potencia 7’, así como desde allí a los carriles conductores 9.
La figura 5 muestra otra instalación de energía no perteneciente a la invención. En este caso el módulo de potencia se compone de al menos dos unidades de módulo de potencia 71 y 72. La primera unidad de módulo de potencia 71 está dispuesta en este caso de nuevo en el interior de la góndola 4 y realiza un primer tratamiento de la corriente generada, por ejemplo, una primera transformación a otro rango de tensión. Un tratamiento posterior de la corriente generada tiene lugar luego en el segundo módulo de potencia 72 que está dispuesta por debajo de la cabeza de la torre, por ejemplo, según se muestra en la zona de la base de la torre. Pero la segunda unidad de módulo de potencia 72 también puede estar dispuesta en el interior de la torre 2 sobre la cimentación 3 o estar dispuesta muy alejada de la base de la torre. Asimismo la primera unidad de módulo de potencia 71 puede estar dispuesta también fuera de la góndola 4, según se muestra en la figura 4.
La figura 6 muestra una configuración pequeña de una instalación de energía eólica según la invención que está configurada como una así denominada instalación de energía eólica off-shore. Esta instalación de energía eólica 1 está dispuesta en este caso sobre otra cimentación 3’ anclada en el fondo marino 25. También en instalaciones de energía eólica off-shore semejantes el módulo de potencia puede estar dispuesto en la zona de la cabeza de la torre. No obstante, en la fig. 6 está previsto que el módulo de potencia 7 esté dispuesto en tierra 30 y que la corriente evacuada de la cabeza de la torre mediante los carriles conductores 9 se transfiera a través de un cable marino 12’ al módulo de potencia 7. Esto tiene la ventaja de que el módulo de potencia no se debe proteger de forma extraordinaria frente al deterioro por el agua del mar y que es esencialmente más sencillo un mantenimiento del módulo de potencia 7.

Claims (10)

  1. REIVINDICACIONES
    1.- Instalación de energía eólica (1) con una torre (2) constituida por varios segmentos de torre (21, 22), con un generador (6) dispuesto en la zona de la cabeza de la torre para la generación de corriente,
    en la que el generador está dispuesto en el interior de una góndola, con un módulo de potencia (7) con una primera unidad de módulo de potencia (71) y con medios de conducción de corriente para la derivación de la corriente generada desde la cabeza de la torre, caracterizada porque los medios de conducción de corriente (91, 92) están premontados segmentados en los segmentos de torre (21, 22) y porque la primera unidad de módulo de potencia está dispuesta en la góndola (4) y está unida directamente con el generador (6) a través de un cable.
  2. 2.- Instalación de energía eólica según la reivindicación 2, caracterizada porque los medios de conducción de corriente están fijados en el segmento de torre con soportes.
  3. 3.- Instalación de energía eólica según una de las reivindicaciones precedentes, caracterizada porque los medios de conducción de corriente están protegidos frente a un contacto mediante una cubierta, en particular una chapa cobertora.
  4. 4.- Instalación de energía eólica según una de las reivindicaciones precedentes, caracterizada porque los segmentos de los medios de conducción de corriente sólo están unidos de forma fija con el segmento de torre correspondiente en una zona, preferentemente en la zona superior en el estado montado.
  5. 5.- Instalación de energía eólica según una de las reivindicaciones precedentes, caracterizada porque los medios de conducción de corriente están configurados como cables.
  6. 6.- Instalación de energía eólica según una de las reivindicaciones 1 a 4, caracterizada porque los medios de conducción de corriente están configurados como carriles.
  7. 7.- Instalación de energía eólica según la reivindicación 6, caracterizada porque para puentear partes salientes de la pared interior de la torre y/o para conectar segmentos de carril conductor están presentes carriles de conexión flexibles.
  8. 8.- Instalación de energía eólica según una de las reivindicaciones precedentes, caracterizada porque el módulo de potencia (7) presenta la primera unidad de módulo de potencia (71) y una segunda unidad de módulo de potencia (72) dispuesta por debajo de la cabeza de la torre, y porque los medios de conducción de corriente están previstos para la transmisión de corriente de la primera a la segunda unidad de módulo de potencia.
  9. 9.- Instalación de energía eólica según una de las reivindicaciones precedentes, caracterizada porque los medios de conducción de corriente están previstos para la transmisión de corriente del generador al módulo de potencia.
  10. 10.- Segmento de torre para una torre (2) constituida por varios segmentos de torre (21, 22) de una instalación de energía eólica (1) que en la zona de la cabeza de la torre presenta un generador (6) para la generación de corriente, caracterizado porque en el segmento de torre está premontado un segmento de medio de conducción de corriente (91, 92) para la derivación de la corriente generada de la cabeza de la torre.
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