ES2419605A1 - Torre telescópica para turbinas eólicas - Google Patents

Abstract

Torre telescópica para turbinas eólicas que permite variar la altura de buje (Figura 1) o posición relativa entre los tramos telescópicos en condiciones de montaje, mantenimiento y operación. Para ello, al menos un tramo de la torre quedará alojado y posicionado verticalmente en el interior de otro tramo o fijación externa mediante un mecanismo de accionamiento (Figuras 2 y 3). Dependiendo de las características de la turbina eólica, el mecanismo de accionamiento puede ser de tipo mecánico, neumático, hidráulico, eléctrico o de otra solución técnica adecuada a los requerimientos de funcionamiento. El sistema podría incluir asimismo la capacidad de orientar el rotor o la turbina hacia cualquier dirección. Mediante esta torre telescópica, la turbina será capaz de auto protegerse ante tifones, huracanes u otra meteorología adversa disminuyendo las cargas a soportar al acercar la cota del buje al nivel de la cimentación o fijación. Verá también aumentada su capacidad para adecuarse a las variaciones en cota de la máxima velocidad de viento y con ello aprovechar la mayor capacidad energética de éste o adaptarla a la altura más conveniente por cualquier otro factor en cada momento. Por último aportará grandes beneficios a la hora de su montaje y mantenimiento, evitando el uso de grandes y costosas grúas.

Description

Torre telescópica para turbinas eólicas.

Sector de la técnica

La invención se encuadra en el sector de la generación eléctrica mediante turbinas eólicas.

Estado de la técnica

La implantación de la energía eólica terrestre en el mundo se está extendiendo muy rápidamente por toda la geografía, por lo que los nuevos emplazamientos plantean problemas con respecto a las condiciones de viento, por ser muy diferentes a los normalizados.

En muchas zonas del globo, existen elementos atmosféricos tales como los huracanes o los ciclones que pueden poner en riesgo la integridad de las turbinas eólicas. Es por ello que las empresas están tratando de buscar soluciones para evitar que estos elementos que ocurren contadas veces a lo largo de la vida de la turbina hagan imposible su instalación en esa localización.

Por ahora, tan sólo existen técnicas similares que pretenden objetivos en parte coincidentes con la solución aquí propuesta. Una de ellas es añadir una rótula en la base de la torre, de forma que la turbina completa quede apoyada en el suelo.

Otras se decantan por hacer descender al suelo el rotor del aerogenerador o incluso la góndola completa, pero la torre no se ve afectada en ninguna de las operaciones.

Sin embargo, soluciones como las anteriores no son todo lo adecuadas que debieran y adolecen de importantes inconvenientes. La alternativa de la torre telescópica añade un grado de libertad más a la turbina, optimizando la forma de protegerse de los anteriormente citados acontecimientos atmosféricos, amén de ofrecer otras ventajas a lo largo de la vida del molino, como un aumento en la producción anual de energía.

Descripción detallada de la invención

La invención aquí planteada se basa en añadir un grado de libertad adicional a los ya existentes en las turbinas eólicas convencionales, de forma que parte de la torre pueda moverse longitudinalmente en el interior de la parte restante.

Será necesario at\adir a la torre a una cierta cota un mecanismo mecánico, neumático o hidráulico similar a un ascensor. Mediante un sistema de engrane, la parte superior de la torre, de diámetro inferior, se moverá en sentido vertical a lo largo de la parte inferior, cuyo mayor diámetro permitirá que quede alojada en su interior.

El actuar de forma similar a un ascensor se concretiza por el hecho de usar contrapesos que equilibren la fuerza generada por la masa al elevarse o descender. Estos contrapesos podrán ir alojados en el interior de la torre superior o perimetralmente entre la torre superior e inferior, aunque la posición y sistema de poleas concreto deba estudiarse detalladamente dependiendo de la tipología de la turbina.

En la parte superior de la sección inmóvil (o parte fija) de la torre se anclará una plataforma en donde se podrán alojar los motores, poleas, engranajes o cualquier elemento necesario para el funcionamiento del sistema, además del sistema de fijación entre la parte móvil de torre y el anillo de sujeción/anclaje.

La función de dicho anillo de sujeción y anclaje será la transmisión de fuerzas y momentos de la parte móvil a la fija y requerirá ser dimensionado dependiendo de las exigencias y condiciones de cada turbina. Asimismo, permitirá el anclaje de la parte superior de la torre a la inferior.

Ejemplo de realización

La presente invención se ilustra adicionalmente mediante el siguiente ejemplo, el cual no pretende ser limitativo en su alcance.

Se presenta inicialmente el esquema del sistema en sus 2 posiciones más extremas para una torre con 2 tramos tales que la mitad superior se introduce en la mitad inferior (Figura 1).

El funcionamiento del ejemplo se basa en la acción de uno o varios motores que mediante un sistema de engranaje de piñón-cremallera helicoidal mueven la parte superior de la turbina y la torre a lo largo de la parte inferior. En este caso, la parte superior de la torre queda embebida en un cilindro (anillo de sujeción y anclaje) interior alojado en la parte inferior de la torre, evitando balanceos del extremo descolgado y transmitiendo los esfuerzos en todos los puntos de contacto.

En las cotas más elevadas de la parte inferior de la torre se sitúa la plataforma debidamente anclada que contiene los motores, poleas y demás elementos necesarios para el funcionamiento. El anillo tiene en esta cota tantos huecos como engranajes existieran, que permiten el contacto entre la rueda dentada y la cremallera.

Entre el anillo y la superficie de la parte inferior de la torre quedan situados los contrapesos que equilibran la masa del resto de la turbina y que ayudan al motor a accionar el mecanismo de piñón-cremallera asociado. Se pueden observar los ejemplos de situación en las figuras 2 y 3.

Descripción de las figuras

En la figura 1 se expone de manera general la disposición de la turbina en su estado más elevado (izquierda) así como de en su estado más recogido (derecha) para el supuesto de una torre telescópica de 2 tramos de igual longitud.

En el caso de la figura 2, se detalla la parte inferior de la torre de 2 tramos en donde se ha elegido una solución de anillo de sujeción de la misma longitud del tramo de torre, por lo que queda anclado al suelo, además de por la parte superior.

Entre la pared de la torre y el cilindro interior se alojan los contrapesos que ayudarán al movimiento ascendente y descendente de la parte superior de la torre. Se puede observar asimismo el detalle de la rueda de engranaje que forma el sistema piñón-cremallera y que accede al interior del anillo de sujeción mediante una abertura en él.

Por último, se ilustra la plataforma que sostendrá al sistema motor del elevador, en la parte superior del tramo de torre.

En cuanto a la figura 3, se esquematiza el sistema escogido como solución posible, compuesto por un motor que acciona el sistema piñón-cremallera y que es ayudado por los contrapesos en su movimiento. Se puede observar de nuevo la organización de los elementos que componen el sistema en el interior de la torre, así como la transición entre tramos.

Este esquema se repetirá perimetralmente tantas veces sea necesaria dependiendo de las cargas a soportar y de la masa a desplazar.

Claims (4)

1. REIVINDICACIONES

   1. Torre telescópica para turbinas eólicas caracterizada por estar compuesta de al menos un tramo telescópico e incluir mecanismos de accionamiento que permiten el desplazamiento vertical y posicionamiento de cada tramo

   5 respecto al tramo o fijación inmediatamente exterior en condiciones de montaje, mantenimiento y operación de la turbina.

2. 2.

   Torre telescópica para turbinas eólicas según la reivindicación anterior caracterizada por que los mecanismos de accionamiento son de tipo mecánico, neumático, hidráulico, eléctrico o cualquier otro tipo.

3. 3.

   Torre telescópica para turbinas eólicas según cualquiera de las reivindicaciones anteriores caracterizada por que los mecanismos de accionamiento incluyen al menos un sistema de uno o más piñones-cremallera y un sistema de contrapesos para favorecer el movimiento de dichos piñones-cremallera.

   15 4. Torre telescópica para turbinas eólicas según cualquiera de las reivindicaciones anteriores caracterizada por incorporar un sistema que permite orientar el rotor o la turbina hacia cualquier dirección.
4. 5. Torre telescópica para turbinas eólicas según cualquiera de las reivindicaciones anteriores caracterizada por

   incorporar un sistema de control que permite el desplazamiento vertical, posicionamiento y orientación en función de 20 las condiciones meteorológicas u otras condiciones de operación.