ES2404334B1

ES2404334B1 - Aerogenerador de generación multiple progresiva.

Info

Publication number: ES2404334B1
Application number: ES201101219A
Authority: ES
Inventors: Indalecio DE LA TORRE HERRERA
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2011-11-17
Filing date: 2011-11-17
Publication date: 2014-04-14
Anticipated expiration: 2031-11-17
Also published as: ES2404334A1

Abstract

Aerogenerador de generación múltiple progresiva que comprende dos o más generadores acoplados en uno o más ejes, de forma que pueda controlarse su conexión y desconexión, mediante una caja de cambios o sistema de engranajes, según la velocidad del viento.#La conexión y desconexión se puede realizar mediante una unidad de control electrónico que controle el acople de los generadores de forma progresiva según aumente la velocidad del viento de forma que pueda aprovecharse cualquier intensidad del recurso eólico disponible, desde las velocidades más bajas hasta las más altas. También puede utilizarse con una caja de cambios que gestione la conexión o desconexión de generadores a partir de la fuerza centrífuga debida a la velocidad de giro del eje principal.

Description

AEROGENERADOR DE GENERACIÓN MUL TIPLE PROGRESIVA

SECTOR DE LA TÉCNICA

Esta invención se encuadra en el sector de producción de energía eléctrica, en particular, en 5 la producción de energía eléctrica a partir del recurso eólico

ESTADO DE LA TÉCNICA

La tecnología utilizada actualmente en los generadores eólicos, o aerogeneradores, tienen un rango de operación limitado por la velocidad del viento.

Independientemente de su tipo o tamaño, los aerogeneradores no operan a intensidades de

10 viento muy bajas, ya que el movimiento en las palas no es suficiente para vencer la resistencia del generador, y por tanto no se genera energía eléctrica. Para altas velocidades de viento, las palas se orientan de forma que sólo se aplique sobre ellas la velocidad operativa, y por tanto, no se aprovecha la energía extra de un viento fuerte. Para aún mayores velocidades de viento, y por motivos de seguridad, las palas se bloquean para evitar daños en los

15 componentes del aerogenerador.

En definitiva, la operación del aerogenerador se limita a vientos moderados y constantes y en caso de que pueda operar a otras velocidades, lo hace desperdiciando energía. Es destacable que cuando el viento duplica su velocidad, la potencia de generación es ocho veces superior, por lo que el desperdicio de energía a altas velocidades de viento es un factor que limita

20 mucho la energía generada.

OBJETO DE LA INVENCIÓN

El nuevo sistema de aerogenerador que esta invención propone consta de un generador acoplado al eje principal de las palas de una potencia inferior al calculado para los vientos de intensidad media, de forma que pueda aprovechar los vientos de baja intensidad, que de otra

25 manera se desaprovecharían.

Acoplados al primer generador se instalarán uno o más generadores conectados a uno o más ejes suplementarios. Estos generadores sólo operarían cuando la velocidad del viento pase el umbral determinado por una unidad de control electrónica, que gestionaría la conexión o desconexión de cada eje mediante una caja de cambios.

En aerogeneradores de baja potencia, o pequeño tamaño, la conexión o desconexión de los generadores puede realizarse en base a la fuerza centrífuga del rotor principal. Este sistema S permitiría que se engranen o no los ejes dependiendo de la velocidad del eje principal de las palas, sin necesidad de ser gestionado por una unidad de control electrónico.

La potencia individual de los generadores será inferior a la calculada según el tamaño de las aspas y vientos medios, pero unidos y sumados, tendrán una potencia superior y generación eléctrica muy superior, aprovechando al máximo la energía en varios tramos de velocidad

10 del viento y también la energía de los vientos fuertes que hasta ahora se desperdiciaba. Como se ha indicado en el estado de la técnica, dado que la relación entre velocidad de viento y generación es de 2 a 8, aprovechando las velocidades más altas de viento multiplica la potencia de generación y disminuye enormemente el coste del KW /h generado.

Con vientos de intensidad media, en vez de cambiar la resistencia de las palas y desperdiciar

15 energía, entrarán en operación un número mayor de generadores que operen conjuntamente a esa velocidad de viento, pero que manteniendo la seguridad del sistema en general, aumentan la capacidad de generación eléctrica total. Se puede colocar más de un generador en un eje, con la condición de que no estén engranados al mismo tiempo, si no que se engranen sucesivamente al eje a medida que aumente la velocidad de viento.

20 La unidad central de control, con los datos de posición y del anemómetro, controlará como es habitual la orientación del aerogenerador y de las palas, pero en vez de bloquear el sistema con vientos altos, activará uno o más generadores según la velocidad del viento, entrando en operación un número superior de generadores de manera progresiva, pudiéndose combinar con el cambio del ángulo de exposición al viento de las palas y aprovechando al máximo la

25 fuerza del viento sin ningún tipo de bloqueo.

Este sistema permitiría una mejora sustancial del aprovechamiento del recurso eólico, ya que permite una generación múltiple y variable. La mejora permitiría aumentar la rentabilidad de cualquier instalación eólica, superando a otro tipo de instalaciones a día de hoy más utilizadas, pero utilizando un recurso renovable y prácticamente sin huella ecológica. 30 Además la instalación de este sistema podría permitir la simplificación del sistema de gestión

del ángulo de exposición al viento de las palas, o si el número de generadores instalados lo permite, prescindir del sistema, ya que el cambio del ángulo para la regulación de la resistencia a la velocidad de viento se volvería obsoleto.

S: En esta invención no se hace mención alguna al tipo de generadores utilizados, ya que esta solución podría implementarse en todos ellos con el correcto control electrónico.

BREVE DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS

Para una mejor comprensión, se adjuntan 2 dibujos que pretenden ilustrar los dos modos de operación que se detallan en la invención.

10: La Figura 1 muestra un esquema de la implementación de la conexión y desconexión de los generadores para un aerogenerador de media/alta potencia con control electrónico. La Figura 2 muestra un esquema de la implementación de la conexión y desconexión de los generadores para un aerogenerador de baja potencia mediante fuerza centrífuga.

DESCRIPCION DETALLADA DE LA INVENCIÓN

15: La invención que se presenta consiste en una mejora de la instalación de un aerogenerador. Por lo tanto, los elementos que se describen no suponen la totalidad de la instalación, pero son los susceptibles de modificación para la aplicación de la mejora.

20: La invención consiste en acoplar al eje principal de las palas (1) un generador principal (3) de una potencia inferior a la requerida para unos vientos de velocidad media. Este acople se realiza a través de una caja de cambios (2) o sistema de engranajes, que permita la conexión o desconexión de generadores auxiliares (4) según la velocidad del viento. El control electrónico de los acoples se realiza mediante una unidad de control (5) que recibe medidas de los distintos sensores del aerogenerador, entre los que se incluye la posición de las palas (1 ), la posición de los engranajes de la caja de la caja de cambios (2) y de la velocidad del viento, que se determina mediante un anemómetro (6).

25: En caso de un aerogenerador de pequeño tamaño puede prescindirse de la unidad de control (5) para gestionar la conexión y desconexión de los generadores auxiliares (4), aunque puede seguir existiendo para otros usos.

Claims

REIVINDICACIONES

l. Aerogenerador de generación múltiple progresiva, que además de los otros elementos habituales de un aerogenerador, comprende:

• Dos o más generadores acoplados en uno o más ejes

S • Una caja de cambios o sistema de engranajes que permita la conexión o desconexión de los generadores según la velocidad del viento
2. Aerogenerador de generación múltiple progresiva, según reivindicación 1, que cuente con una unidad de control electrónica que gestione automáticamente según la velocidad del viento, la conexión o desconexión de los generadores en la caja de

10 cambios.
3. Aerogenerador de generación múltiple progresiva, según reivindicación 1, que cuente con una caja de cambios que gestione la conexión o desconexión de generadores a partir de la fuerza centrífuga debida a la velocidad de giro del eje principal.