ES2897543T3 - Sistema de energía eólica - Google Patents

Abstract

Sistema de energía eólica (1), que comprende por lo menos un rotor (2), que controla por lo menos un aparato de utilidad accionado (3) respectivo, y por lo menos un estator (4), estando dicho por lo menos un rotor (2) provisto de una pluralidad de palas (5) que presentan un perfil sustancialmente plano, y están dispuestas radialmente, estando dicho estator (4), que está dispuesto aguas arriba de dicho por lo menos un rotor (2), provisto de un cuerpo tubular (6), que es coaxial con respecto al árbol (7) de dicho rotor (2) y coaxial con respecto a un recinto externo sustancialmente cilíndrico (8), estando dicho cuerpo tubular (6) provisto de un carenado con extremo estrechado (9) y de unos álabes curvos respectivos (10), habiendo entre las paredes internas de dicho recinto (8), dos álabes adyacentes (10) y dicho cuerpo tubular (6) un trayecto forzado para el aire que entra en dicho sistema (1), mediante lo cual dichos álabes (10) presentan una primera parte que es sustancialmente paralela al eje de dicho cuerpo tubular (6) y una segunda parte curva en la que el perfil de dichos álabes (10) llega a una inclinación con respecto al plano de rotación de dicho rotor (2) que está comprendida entre 130° y 140° grados, de tal manera que por tanto, el viento, tras haberse localizado, se inserta entre dichos álabes (10) que lo fuerzan a cambiar progresivamente de dirección en aproximadamente 45° grados con respecto al eje de dicho rotor (2), y dichas palas (5) de dicho rotor (2) están a su vez inclinadas, también con respecto al eje de dicho rotor (2), en un ángulo de aproximadamente 45°, pero en el sentido opuesto, de tal manera que por tanto el viento impactará de manera sustancialmente perpendicular a, y de manera uniforme sobre, la totalidad de dichas palas (5), y de tal manera que el aire que entra en dicho estator (4) se dirige hacia la parte externa de dicho rotor (2) sobre dichas palas (5), para maximizar de ese modo el rendimiento del sistema de energía eólica (1).

Description

DESCRIPCIÓN

Sistema de energía eólica

La presente invención se refiere a un sistema de energía eólica para la producción de electricidad.

En los últimos años, el sector de la energía eólica ha experimentado una enorme expansión debido al hecho de que la energía eólica es una alternativa fiable a los combustibles fósiles, dado que es renovable, está disponible en todas partes y es limpia; sin embargo, los conjuntos de energía eólica convencionales (por lo que se hace referencia principalmente a las ahora clásicas torres eólicas con tres palas que, en términos industriales, monopolizan efectivamente la situación mundial) presentan problemas de naturaleza física y económica que hacen que la energía eólica sea una fuente de energía inferior o, de cualquier forma, una paralela, y en cualquier caso no es aún una sustitución para la energía procedente de hidrocarburos.

De hecho, todos los sistemas de energía eólica presentan, en primer lugar, la indiscutible necesidad de disponer de la zona más amplia posible para capturar el viento, con el fin de recoger la máxima cantidad de energía cinética y presentar una producción adecuada; además es necesario levantar el sistema lo más alto posible desde el terreno para interceptar viento que es más potente y confiable. Por tanto, las torres eólicas actuales están provistas, para ello, de mástiles de soporte de altura y diámetro cada vez mayores, con el fin de resistir las fuerzas de torsión aumentadas, y de álabes de longitud creciente con el fin de aumentar lo más posible el diámetro del rotor individual y, por tanto, la zona de captura de viento; sin embargo, desafortunadamente, a medida que aumenta el diámetro de un rotor hay, para el mismo viento, una disminución proporcional de su rendimiento específico, y un aumento proporcional de la velocidad del viento necesaria para activar la rotación. Además, la necesidad de producir, transportar y elevar estructuras cada vez más grandes ha supuesto un aumento exponencial de los costes de instalación. También es importante añadir que las palas de las torres eólicas actuales están provistas de un perfil de ala muy sofisticado que no solo es extremadamente caro, sino que además le debe sus altos niveles de rendimiento a un efecto denominado “sustentación” que solo se genera en presencia de vientos sostenidos. El conjunto de problemas mencionados anteriormente hace que la instalación de sistemas de energía eólica actuales solo sea rentable, y por tanto posible, en zonas con vientos promedio altos y eso únicamente si hay incentivos económicos significativos.

El documento US 2014/301824 A1 divulga un aparato de generación de energía eólica que incluye una estructura de guiado de viento, una estructura rotatoria, un árbol rotatorio y una campana de recogida de viento. La campana de recogida de viento forma un paso de flujo de aire. El árbol rotatorio está ubicado en el paso de flujo de aire. La estructura rotatoria está montada en el árbol rotatorio. La estructura de guiado de viento está montada de manera fija en la campana de recogida de viento y en un extremo delantero de la estructura rotatoria. La estructura de guiado de viento incluye múltiples álabes de guiado de flujo de aire que presenta, cada uno, una parte de barlovento, una parte de sotavento y una parte curva entre la parte de barlovento y la parte de sotavento. La distancia más corta entre las partes de barlovento de dos álabes de guiado de flujo de aire adyacentes cualesquiera es mayor que la distancia más corta entre las partes de sotavento de los dos álabes de guiado de flujo de aire adyacentes. Un flujo de aire que ha pasado a través del paso de flujo de aire se acelera y se convierte en un flujo de aire en torbellino mediante la parte curva.

El documento WO 2012/068536 A1 divulga una turbina de fluido que comprende un anillo de refuerzo de turbina y un anillo de refuerzo de eyector. El anillo de refuerzo de turbina y/o el anillo de refuerzo de eyector están formados a partir de una carcasa dura y una membrana. La carcasa dura forma un borde de ataque, un borde de salida y una superficie interior del anillo de refuerzo. La membrana forma una superficie exterior del anillo de refuerzo.

La finalidad de la presente invención es resolver los inconvenientes anteriormente mencionados, proporcionando un sistema de energía eólica que ofrezca altos rendimientos.

Dentro de esta finalidad, un objetivo de la invención es proporcionar un sistema de energía eólica que pueda funcionar con velocidades del viento reducidas.

Otro objetivo de la presente invención es proporcionar un sistema de energía eólica que también pueda instalarse en zonas con bajos niveles de viento.

Otro objetivo de la presente invención es proporcionar un sistema de energía eólica que sea fácil y económico de producir, transportar, instalar y mantener.

Otro objetivo de la presente invención es proporcionar un sistema de energía eólica que presente periodos reducidos de inactividad.

Otro objetivo de la presente invención es proporcionar un sistema de energía eólica que sea compatible con la agricultura.

Otro objetivo de la presente invención es proporcionar un sistema de energía eólica que sea de bajo coste, fácil y práctico de implementar y seguro de utilizar.

Según la invención, se proporciona un sistema de energía eólica tal como se define en las reivindicaciones adjuntas.

Características y ventajas adicionales de la invención se pondrán más de manifiesto a partir de la descripción de una forma de realización preferida, pero no exclusiva, del sistema de energía eólica según la invención, que se ilustra a modo de ejemplo no limitativo en los dibujos adjuntos en los que:

la figura 1 es una vista en perspectiva del sistema de energía eólica, según la invención;

la figura 2 es una vista en perspectiva de algunos componentes del sistema de energía eólica, según la invención.

Haciendo referencia particular a las figuras, el número de referencia 1 designa de manera general el sistema de energía eólica, que comprende por lo menos un rotor 2, que controla por lo menos un aparato de utilidad accionado respectivo 3, y por lo menos un estator 4.

Según la invención, el por lo menos un rotor 2 está provisto de una pluralidad de palas 5, que están dispuestas radialmente y presentan un perfil sustancialmente plano.

Deberá observarse que el perfil de ala de palas convencional, aunque tecnológicamente muy sofisticado y ofrece altos rendimientos energéticos, se produce con costes de producción que son bastante altos.

La necesidad de reducir tales costes ha dado como resultado la elección de abandonar el perfil de ala, que se adoptó para álabes convencionales.

De hecho, las palas 5, con un perfil plano, dado que son más fáciles de producir, permiten una reducción considerable de los costes.

Además, cuando se utilizan palas con un perfil de ala, con el fin de generar la sustentación que hace posible obtener tales rendimientos, es necesario disponer de un viento que sea fuerte y confiable.

Por el contrario, el perfil plano de las palas 5, dado que no tiene que generar el efecto de sustentación, activa la rotación y, por tanto, la producción de energía, con vientos a velocidades mucho menores que las necesarias para accionar palas con un perfil de ala convencional.

Más específicamente, las palas 5 están inclinadas con respecto al eje de rotación del rotor 2 formando un ángulo que está comprendido entre 25° y 90°.

Además, el sistema 1 comprende por lo menos un estator 4, que está dispuesto aguas arriba del por lo menos un rotor 2 y está provisto de un cuerpo tubular 6 que es coaxial con respecto al árbol 7 del rotor 2 y coaxial con respecto a un recinto externo sustancialmente cilíndrico 8.

El árbol 7 soporta el rotor 2 y lo mantiene en la posición activa, pasando a través del mismo en su parte central y volviéndose solidario con el mismo mediante un pasador pasante, de manera que transmita la energía mecánica, captada a partir de la atmósfera por el propio rotor 2, al aparato de utilidad accionado 3 que está conectado al mismo.

En particular, el cuerpo tubular 6 está provisto de un carenado con extremo en sección decreciente 9 y de álabes curvos respectivos 10 que presentan un perfil para dirigir el aire que entra en el sistema 1 hacia la parte externa del rotor 2 sobre las palas 5, según un ángulo de incidencia previamente establecido que está adaptado para maximizar el rendimiento del sistema de energía eólica 1.

De hecho, entre las paredes internas del recinto 8, dos álabes adyacentes 10 y el cuerpo tubular 6 hay un trayecto forzado para el aire que entra en el sistema 1.

De hecho, el recinto externo 8 está sustancialmente en contacto con la parte superior de los álabes 10.

Por tanto, la presencia simultánea del rotor 2, del estator 4 y del recinto 8 permite un aumento del rendimiento específico del sistema 1.

La presencia del estator 4 hace posible compensar el rendimiento inferior del perfil plano de las palas 5.

De hecho, la utilización por separado de estos elementos sería sustancialmente ineficaz.

De hecho, la presencia del estator 4 hace posible: desviar el viento que entra en el sistema 1 desde la región central, que es menos productiva en cuanto a energía, hasta la región periférica, en la que su impacto será más eficaz, dado que puede aprovechar una mayor palanca; hacer que la velocidad de impacto del viento sobre la pala 5 sea irregular, ralentizándola en su parte central con el fin de acelerarla en la región exterior y más productiva; aumentar el ángulo de incidencia del viento sobre las palas 5, que en conjuntos de energía eólica convencionales no supera 45°.

En conjuntos convencionales, la dirección del viento tiene que mantenerse perpendicular al rotor (no a las palas), que de hecho se reposiciona continuamente con este fin, dado que cualquier otro ángulo supondrá una reducción de la zona de recogida de viento, pero especialmente la pérdida de uniformidad en el ángulo de incidencia sobre las palas, lo cual de hecho hará que el sistema sea bastante improductivo.

La estructura de múltiples rotores hace posible además reconciliar la necesidad de presentar un sistema de grandes dimensiones con la de presentar rotores de pequeñas dimensiones, que por este motivo pueden producir altos niveles de rendimiento; de hecho en el sistema de múltiples rotores las grandes dimensiones, que, tal como se mencionó anteriormente, son indispensables, no se logran aumentando el diámetro del rotor individual, conduciendo por tanto a una disminución del rendimiento, sino en vez de eso agrupando juntos una pluralidad de rotores de pequeñas dimensiones, que, por tanto, están caracterizados por altos niveles de rendimiento.

Deberá observarse que el sistema 1 puede comprender una estructura tubular perimetral 11 provista de unos cables 12 respectivos, dentro de la cual se mantienen en suspensión los rotores 2, los estatores 4 y los aparatos de utilidad accionados 3.

Por tanto, la presencia de los cables 12 hace posible rigidizar adicionalmente la estructura tubular 11.

La estructura tubular 11 puede ser cúbica.

Si la estructura 11 es cúbica, los cables 12 pueden conectar las esquinas de la estructura 11 a lo largo de las diagonales de los lados del cubo.

La estructura tubular 11 puede estar realizada de material preferentemente seleccionado de entre hierro galvanizado, acero, aluminio y similares.

Estas astucias hacen posible proporcionar una estructura 11 que es ligera y presenta una alta resistencia a las fuerzas de torsión inducidas por el viento.

Además, la estructura 11 puede estar conectada a una base 13 mediante unos elementos de movimiento respectivos para la rotación de la misma, alrededor de su propio eje, en la configuración para su utilización y la configuración de parada, o si es necesario detener el sistema 1.

En la configuración para su utilización la estructura 11 estará posicionada en una dirección que es sustancialmente perpendicular a la dirección del viento.

Tras alcanzar una velocidad del viento que es demasiado alta, será posible hacer rotar toda la estructura 11, alrededor de su propio eje, mediante los elementos de movimiento respectivos, posicionándola en paralelo a la dirección del viento y bloqueando eficazmente también la rotación de los álabes 5 del rotor 2.

El sistema 1 puede comprender una pluralidad de tirantes 14 que conectan la parte superior 15 de la estructura 11 al terreno en el que está instalado el sistema 1, con el fin de estabilizar todo el sistema 1 y al mismo tiempo permitir la rotación del mismo alrededor de su propio eje.

El hecho de presentar una estructura que se hace que sea estable, no solo en la base, tal como sucede en la actualidad, sino también en su cima, es esencial con el fin de reconciliar una resistencia máxima frente a fuerzas de torsión, inducidas por el viento, con una reducción máxima del peso de la estructura y, por tanto, con la consecuente minimización de costes de producción, transporte e instalación.

En particular, cada una de las cuatro esquinas de la estructura tubular 11 puede estar acoplada a un triángulo respectivo, que está constituido por unos tubos 16 unidos entre sí, estando los vértices de estos triángulos conectados, mediante tirantes 17 adicionales, a la estructura tubular 11, de manera que se contrarrestan, con una tracción hacia fuera, las fuerzas de torsión inducidas por el viento y por el peso de los rotores 2 y de los estatores 4.

Además, la presencia de los tirantes 17 hace posible aumentar la rigidez de la estructura tubular 11.

Según una solución de utilidad particular, los rotores 2 y los estatores 4 respectivos pueden estar en un número de por lo menos ocho, cuatro rotores 2 y cuatro estatores 4, mutuamente alineados y dispuestos en por lo menos dos filas cada una de las cuales comprende por lo menos dos rotores 2 y dos estatores 4, de manera que se defina una estructura tubular romboide 11.

Por tanto, aumentando el número de rotores 2, sin modificar las dimensiones de los mismos, es posible aumentar el rendimiento de todo el sistema 1.

Por tanto, el sistema 1 está provisto de una estructura tubular 11, en la que cada una de las configuraciones presentadas, es decir, la básica que comprende cuatro rotores 2, pero también múltiplos de la misma, es decir, con dieciséis o sesenta y cuatro rotores 2, etc., puede ofrecer una resistencia suficiente frente a las fuerzas de torsión del viento y un soporte adecuado para el aumento del peso global del sistema 1.

Por tanto, el sistema 1 puede instalarse fácilmente gracias a su fácil flexibilidad y modularidad.

Deberá observarse que el sistema 1 se ensamblará en el terreno con el fin de levantarse después.

El ensamblaje comienza montando una primera fila de rotores 2 y estatores 4 que después se levantará con el fin de insertar, por debajo de la misma, una segunda fila de rotores 2 y estatores 4, y se avanza de este modo hasta que se completa el ensamblaje de todo el sistema 1.

Una vez ensamblada toda la estructura 11, cada una de las cuatro esquinas de la misma se acopla al triángulo, que está constituido por el conjunto de tubos 16, conectando el vértice del mismo mediante unos tirantes 17 adicionales a la estructura tubular 11.

Posteriormente, se conectará toda la estructura tubular 11 a la base 13 y se izará hasta que alcance la posición establecida, en la que se mantendrá mediante una pluralidad de tirantes 14, preferentemente de acero, que conectan la parte superior 15 del sistema 1 al terreno.

En este punto, el sistema 1 estará operativo y podrá rotar, por medio de los elementos de movimiento respectivos, alrededor de su propio eje con el fin de disponerse en perpendicular a la dirección del viento.

Por tanto, la configuración particular del sistema 1 hace posible aumentar la superficie de recogida de viento mientras que se mantienen inalterados tanto el rendimiento específico del rotor 2 como el valor de velocidad del viento requerido para activar la rotación de las palas 5 del rotor 2.

Además, la presencia del estator 4 y la estructura particular del rotor 2 hacen posible: desviar el viento desde la región central, que es menos productiva, hasta la región periférica en la que su impacto será más productivo, dado que puede aprovechar una mayor palanca; hacer que la velocidad de impacto del viento sobre la longitud de cada pala 5 sea irregular, ralentizándola en su parte central con el fin de acelerarla en la región exterior y más productiva; aumentar el ángulo de incidencia del viento sobre las palas 5, que en conjuntos de energía eólica convencionales no supera 45°.

De hecho, el viento, inicialmente, entra en la zona de recogida, correspondiente a la zona definida por el recinto 8, y se impulsa, tanto por la acción de redireccionamiento del carenado 9 como, simultáneamente, por la acción de contención ejercida por el recinto 8, para canalizarse al interior del espacio comprendido entre el carenado 9 y el recinto 8.

Por tanto, la presencia de las palas 10 induce una forma de fuerza centrífuga en el viento, a la que se opone la acción de contención del recinto 8.

Además, deberá observarse que la superficie delimitada por las paredes internas del recinto 8, por los dos álabes adyacentes 10 y por el cuerpo tubular 6 es sustancialmente más pequeña que la de la zona circunscrita por el recinto 8 a partir de la cual entra el viento en el sistema 1 y, por tanto, la velocidad de salida del viento a partir del estator 4 es proporcionalmente superior a la velocidad de entrada en el sistema 1.

Desde el punto de vista de la construcción, las palas 5 pueden comprender una estructura reticular para soportar una lámina de recubrimiento.

Tal estructura reticular comprende una pluralidad de cables 18 que conectan el extremo superior de dicha estructura reticular al cuerpo central del rotor 2.

Tales cables permiten que las palas 5 resistan las fuerzas de torsión inducidas por el viento.

Además, los álabes 10 pueden comprender por lo menos dos nervaduras de refuerzo, que están dispuestas sustancialmente en serie, para soportar una placa de recubrimiento.

En particular, los álabes con perfil 10 pueden presentar una primera parte que es sustancialmente paralela al eje del cuerpo tubular 6, y una segunda parte curva, en la que el perfil de la pala 10 llega a una inclinación con respecto al plano de rotación del rotor 2 que está comprendida entre 130° y 140° grados.

Por tanto, el viento, tras haberse localizado, se inserta entre los álabes 10 que lo fuerzan a cambiar progresivamente de dirección en aproximadamente 45° grados con respecto al eje del rotor 2.

Teniendo en cuenta que las palas 5 del rotor 2 están a su vez inclinadas, también con respecto al eje del rotor 2, en un ángulo de aproximadamente 45°, pero en el sentido opuesto, por tanto el viento impactará de manera sustancialmente perpendicular a, y de manera uniforme sobre, todas las palas 5, lo cual representa de manera intuitiva la configuración posible que hace posible obtener la productividad más alta, con el fin de obtener el máximo rendimiento específico del sistema 1.

Debe observarse que el carenado 9 puede estar colocado en el mismo eje del cuerpo tubular 6 del rotor 2 y puede presentar su mismo diámetro, impidiendo por tanto que el flujo de aire que entra en el sistema 1 alcance la parte central del rotor 2 que es la menos productiva en cuanto a energía, porque utiliza una palanca desfavorable.

Por tanto, el flujo de aire se concentrará, gracias en parte a la acción de contención ejercida por el recinto externo 8, únicamente en la zona de las palas 5; esto generará un aumento proporcional de la velocidad del viento incidente, pero, por encima de todo, tal impulso mayor se aplicará únicamente a la parte más exterior del rotor 2, la parte ocupada por las palas 5, que también es la más productiva en cuanto a energía, porque utiliza una mejor palanca.

El cuerpo central del rotor 2 puede comprender dos bridas 19 para soportar las palas 5.

Las bridas 19 pueden presentar un diámetro diferente y más pequeño que el diámetro del rotor 2 y pueden estar dispuestas en serie y conectadas mediante unos vástagos 20 que están dispuestos en paralelo al árbol 7 del rotor 2.

Por tanto, las dimensiones de las bridas 19 pueden variar con respecto a la velocidad del viento presente en la zona de instalación del sistema 1.

Además, gracias a la alta facilidad de ensamblaje que caracteriza incluso al rotor individual 2, no se descarta la posibilidad de montar las bridas 19 en las palas 5 directamente en la ubicación de instalación del sistema 1.

El recinto externo 8, que es sustancialmente cilíndrico, puede comprender dos coronas circulares 21, realizadas de un material preferentemente seleccionado de entre hierro galvanizado, acero, aluminio y similares, que están acopladas de manera estable a la estructura tubular 11, para soportar una película de material elásticamente deformable.

En particular, el recinto 8, además de definir, con su forma circular, la zona de recogida de viento, realiza una acción de contención indispensable.

De hecho, el viento se impulsa hacia fuera, no solo por la acción del carenado 9, sino también por la centrifugación inducida por el movimiento en espiral progresivo de los propios álabes 10 alrededor del cuerpo tubular 6.

Por tanto, la presencia combinada del carenado 9, de los álabes 10 y del recinto externo 8 crea, de este modo, ocho trayectos forzados para el flujo de aire incidente, que, al desviarse mediante movimiento en espiral alrededor del cuerpo tubular 6, adopta un ángulo de aproximadamente 135° con respecto al plano de rotación del rotor 2 y fuerza el viento a impactar simultáneamente sobre todos los álabes 5 con un ángulo de aproximadamente 90° (dado que los álabes 5 están a su vez inclinados en aproximadamente 45°, también con respecto al plano de rotación del rotor 2).

Un ángulo de impacto de este tipo sobre las palas 5 permite rendimientos energéticos superiores a los rendimientos que se obtienen con sistemas de energía eólica convencionales, en los que el ángulo con el que el viento impacta sobre las palas es de aproximadamente 45°.

Además de lo anterior, la presión ejercida por el flujo de aire sobre el recinto externo 8 produce un aumento de la velocidad de impacto del viento sobre la región periférica de cada pala 5 y una consecuente disminución de la velocidad de impacto sobre la zona de las palas 5 más próxima al centro del rotor 2.

Según una solución particularmente práctica y útil, el rotor 2 puede comprender un recubrimiento externo sustancialmente cilíndrico 22 que está soportado por dos anillos de extremo 23, que están acoplados de manera estable a la estructura tubular 11.

El recubrimiento 22 puede proteger al rotor 2 frente al viento cuando se posiciona el sistema en una dirección paralela a la del viento.

Por tanto, tal astucia de construcción hace posible inmovilizar la rotación de las palas 5 con el fin de llevar a cabo reparaciones o mantenimiento, pero también con el fin de impedir, en el caso de vientos excesivos, sobrecargas en la red eléctrica.

Los sistemas de energía eólica convencionales, con el fin de cumplir tal requisito, deben necesariamente estar provistos, en vez de eso, de un dispositivo de frenado adaptado.

Sin embargo, los costes de tales dispositivos son altos y, por tanto, en un sistema de energía eólica de múltiples rotores, pueden determinar costes tan altos que hacen que su adopción resulte inasequible. Por tanto, tal problema ha contribuido a impedir el éxito de sistemas de múltiples rotores.

Por tanto, en el sistema 1, según la invención, la presencia del recubrimiento 22, que está conectado a la parte superior de las palas 5, define de hecho el perímetro circular del rotor 2, haciendo que este último sea insensible a un viento que es paralelo a su plano de rotación.

Tal astucia garantiza que es posible inmovilizar la rotación de las palas 5 del rotor 2 y, por tanto, de todo el sistema de energía eólica 1, simplemente haciendo rotar todo el sistema 1 en 90°, de manera que se haga que no sea perpendicular sino paralelo a la dirección del viento.

La película del recinto externo 8, la lámina de las palas 5, la placa de recubrimiento de los álabes 10 y el recubrimiento 22 del rotor 2 pueden estar realizados de un material preferentemente seleccionado de entre poliamida, policarbonato, polietileno, metacrilato y similares.

Por tanto, la transparencia de tales componentes reduce al mínimo el impacto estético y medioambiental del sistema 1, haciendo por tanto que sea de hecho compatible con la agricultura.

El cuerpo tubular 6 puede comprender una pluralidad de secciones tubulares, preferentemente realizadas de aluminio, con una sección transversal rectangular, que están suspendidas en la región central de la estructura 11, en paralelo a la dirección del viento pero también unas con respecto a otras y dispuestas a una distancia unas de otras que es igual al diámetro de la brida 19.

Estas secciones tubulares pueden unirse entonces mediante una pluralidad de círculos, que están preferentemente realizados de aluminio y están cubiertos de manera externa por la película.

Uno de los círculos de extremo está dispuesto orientado hacia, y próximo a la brida 19 del rotor 2, actuando el otro como base para el carenado 9.

Dispuestas en estos cinco círculos que constituyen el cuerpo tubular 6 están las nervaduras de refuerzo, preferentemente realizadas de aluminio y de altura igual al diámetro del recinto externo 8.

Las nervaduras pueden formar ocho filas de cinco nervaduras cada una, desviándose gradualmente tales filas del eje longitudinal del cuerpo tubular 6, que las soporta, hasta que se alcanza una inclinación de 45° con respecto a tal eje.

Además, las nervaduras pueden proporcionar soporte a la parte superior de los álabes 10, una vez completado el ensamblaje de las partes que constituyen el cuerpo tubular 6.

Por tanto, el cuerpo tubular 6 puede conectarse firmemente a cada sección tubular.

Los álabes 10, según una solución preferida, pueden estar en un número de ocho, cada uno conectado, en un lado, a los círculos del cuerpo tubular 6, y, en el otro lado, a la parte superior de las nervaduras.

Los álabes 10 pueden estar conformados de modo que, en la sección próxima a la zona de entrada del viento, están dispuestos sustancialmente en paralelo al eje del cuerpo tubular 6, con el fin de desviarse entonces gradualmente a partir de tal eje, en el sentido de rotación del rotor 2, hasta que alcanzan, cerca del rotor 2, una inclinación, de nuevo con respecto al eje del cuerpo tubular 6, de aproximadamente 45°, y, por tanto, de aproximadamente 135° con respecto al plano de rotación del rotor 2.

Más específicamente, el aparato de utilidad accionado 3 puede ser del tipo preferentemente seleccionado de entre un generador de electricidad, un compresor y similares.

Tal generador puede estar controlado mediante un elemento que se selecciona preferentemente de entre un suministro de electricidad de la red eléctrica, una celda de almacenamiento, una carga eléctrica y similares. En efecto, el sistema 1 está caracterizado por altos rendimientos.

De hecho, el rotor 2, para el mismo diámetro y forma que un rotor 2 convencional, puede aumentar considerablemente el rendimiento específico de un rotor 2, con la consecuente reducción de la velocidad del viento requerida para activar la rotación y, por tanto, aumento del tiempo de funcionamiento global del sistema 1.

Ventajosamente, el sistema 1, según la invención, puede funcionar con velocidades del viento reducidas.

De manera conveniente, el sistema 1 también puede instalarse en zonas con bajos niveles de viento.

De hecho, la rotación del rotor 2 puede activarse incluso en presencia de vientos débiles, que presentan una velocidad reducida con respecto a la necesaria para sistemas convencionales.

De manera conveniente, el sistema de energía eólica 1 presenta un mantenimiento fácil y económico.

De manera conveniente, el sistema de energía eólica 1 presenta periodos de inactividad reducidos.

De manera positiva, el sistema de energía eólica 1 es compatible con la agricultura.

Por tanto, de hecho, la transparencia del recinto externo 8, de las palas 5, de los álabes 10 y del recubrimiento 22 reduce al mínimo el impacto estético y medioambiental del sistema 1, haciendo por tanto que sea de hecho compatible con la agricultura.

De hecho, la transparencia sustancial de los diversos componentes del sistema 1 hace posible no obstruir la fotosíntesis de cualquier terreno cultivado ubicado en las inmediaciones del sistema 1.

Esto permite que la invención aproveche, para su instalación, las grandes superficies actualmente utilizadas para la agricultura.

La invención, así diseñada, es susceptible de numerosas modificaciones y variaciones, todas las cuales están dentro del alcance de las reivindicaciones adjuntas.

En la práctica, los materiales empleados, así como las dimensiones, pueden ser cualesquiera según los requisitos y el estado de la técnica.

Claims (13)

REIVINDICACIONES

1. Sistema de energía eólica (1), que comprende por lo menos un rotor (2), que controla por lo menos un aparato de utilidad accionado (3) respectivo, y por lo menos un estator (4), estando dicho por lo menos un rotor (2) provisto de una pluralidad de palas (5) que presentan un perfil sustancialmente plano, y están dispuestas radialmente, estando dicho estator (4), que está dispuesto aguas arriba de dicho por lo menos un rotor (2), provisto de un cuerpo tubular (6), que es coaxial con respecto al árbol (7) de dicho rotor (2) y coaxial con respecto a un recinto externo sustancialmente cilíndrico (8), estando dicho cuerpo tubular (6) provisto de un carenado con extremo estrechado (9) y de unos álabes curvos respectivos (10), habiendo entre las paredes internas de dicho recinto (8), dos álabes adyacentes (10) y dicho cuerpo tubular (6) un trayecto forzado para el aire que entra en dicho sistema (1), mediante lo cual dichos álabes (10) presentan una primera parte que es sustancialmente paralela al eje de dicho cuerpo tubular (6) y una segunda parte curva en la que el perfil de dichos álabes (10) llega a una inclinación con respecto al plano de rotación de dicho rotor (2) que está comprendida entre 130° y 140° grados, de tal manera que por tanto, el viento, tras haberse localizado, se inserta entre dichos álabes (10) que lo fuerzan a cambiar progresivamente de dirección en aproximadamente 45° grados con respecto al eje de dicho rotor (2), y dichas palas (5) de dicho rotor (2) están a su vez inclinadas, también con respecto al eje de dicho rotor (2), en un ángulo de aproximadamente 45°, pero en el sentido opuesto, de tal manera que por tanto el viento impactará de manera sustancialmente perpendicular a, y de manera uniforme sobre, la totalidad de dichas palas (5), y de tal manera que el aire que entra en dicho estator (4) se dirige hacia la parte externa de dicho rotor (2) sobre dichas palas (5), para maximizar de ese modo el rendimiento del sistema de energía eólica (1).

2. Sistema de energía eólica según la reivindicación 1, caracterizado por que comprende una estructura tubular perimetral (11) provista de unos cables (12) respectivos, dentro de la cual se mantienen en suspensión dichos rotores (2), dichos estatores (4) y dichos aparatos de utilidad accionados (3).

3. Sistema de energía eólica según las reivindicaciones 1 y 2, caracterizado por que dicha estructura (11) está conectada a una base (13) mediante unos elementos de movimiento respectivos para la rotación de la misma, alrededor de su propio eje, en la configuración para su utilización y la configuración de parada.

4. Sistema de energía eólica según una o más de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que comprende una pluralidad de tirantes (14) que conectan la parte superior (15) de dicha estructura (11) al terreno en el que está instalado dicho sistema (1), que están adaptados para estabilizar todo el sistema (1) y al mismo tiempo permitir la rotación del mismo alrededor de su propio eje.

5. Sistema de energía eólica según una o más de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que dichos rotores (2) y los estatores (4) respectivos están en un número de por lo menos ocho, cuatro rotores (2) y cuatro estatores (4), mutuamente alineados y dispuestos en por lo menos dos filas cada una de las cuales comprende por lo menos dos rotores (2) y dos estatores (4), de manera que se defina una estructura tubular romboide (11).

6. Sistema de energía eólica según una o más de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que dichas palas (5) comprenden una estructura reticular para soportar una lámina de recubrimiento, comprendiendo dicha estructura reticular una pluralidad de cables (18) que conectan el extremo superior de dicha estructura reticular al cuerpo central de dicho rotor (2).

7. Sistema de energía eólica según una o más de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que dichos álabes (10) comprenden por lo menos dos nervaduras de refuerzo, que están dispuestas sustancialmente en serie, para soportar una placa de recubrimiento.

8. Sistema de energía eólica según una o más de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que dicho cuerpo central de dicho rotor (2) comprende dos bridas (19) para soportar dichas palas (5), presentando dichas bridas (19) un diámetro diferente y más pequeño que el diámetro de dicho rotor (2) y estando dispuestas en serie y conectadas mediante unos vástagos (20) que están dispuestos en paralelo al árbol (7) de dicho rotor (2).

9. Sistema de energía eólica según una o más de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que dicho recinto externo sustancialmente cilíndrico (8) comprende dos coronas circulares (21), acopladas de manera estable a la estructura tubular (11), para soportar una película de material elásticamente deformable.

10. Sistema de energía eólica según una o más de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que dicho rotor (2) comprende un recubrimiento externo sustancialmente cilíndrico (22) soportado por dos anillos de extremo (23), que están acoplados de manera estable a la estructura tubular (11).

11. Sistema de energía eólica según una o más de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que dicha película, dicha lámina, dicha placa y dicho recubrimiento (22) están realizados de material preferentemente seleccionado de entre poliamida, policarbonato, polietileno, metacrilato y similares.

12. Sistema de energía eólica según una o más de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que dicho aparato de utilidad accionado (3) es del tipo preferentemente seleccionado de entre un generador de electricidad, un compresor y similares.

13. Sistema de energía eólica según una o más de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que dicho generador se controla mediante un elemento que se selecciona preferentemente de entre un suministro de electricidad de la red eléctrica, una celda de almacenamiento, una carga eléctrica y similares.