ES2247403T3 - Dispositivo y procedimiento para generar energia electrica. - Google Patents

Dispositivo y procedimiento para generar energia electrica.

Info

Publication number
ES2247403T3
ES2247403T3 ES02787758T ES02787758T ES2247403T3 ES 2247403 T3 ES2247403 T3 ES 2247403T3 ES 02787758 T ES02787758 T ES 02787758T ES 02787758 T ES02787758 T ES 02787758T ES 2247403 T3 ES2247403 T3 ES 2247403T3
Authority
ES
Spain
Prior art keywords
units
turbogenerator
generator
module
turbine
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Lifetime
Application number
ES02787758T
Other languages
English (en)
Inventor
Stefan Winkler
Gunther Hess
Johann Hell
Friedrich Gillmeier
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Andritz Hydro GmbH Austria
Original Assignee
Andritz Hydro GmbH Austria
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Andritz Hydro GmbH Austria filed Critical Andritz Hydro GmbH Austria
Application granted granted Critical
Publication of ES2247403T3 publication Critical patent/ES2247403T3/es
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F03MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F03BMACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS
    • F03B13/00Adaptations of machines or engines for special use; Combinations of machines or engines with driving or driven apparatus; Power stations or aggregates
    • F03B13/10Submerged units incorporating electric generators or motors
    • F03B13/105Bulb groups
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F03MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F03BMACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS
    • F03B13/00Adaptations of machines or engines for special use; Combinations of machines or engines with driving or driven apparatus; Power stations or aggregates
    • F03B13/08Machine or engine aggregates in dams or the like; Conduits therefor, e.g. diffusors
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02KDYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K7/00Arrangements for handling mechanical energy structurally associated with dynamo-electric machines, e.g. structural association with mechanical driving motors or auxiliary dynamo-electric machines
    • H02K7/18Structural association of electric generators with mechanical driving motors, e.g. with turbines
    • H02K7/1807Rotary generators
    • H02K7/1823Rotary generators structurally associated with turbines or similar engines
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05BINDEXING SCHEME RELATING TO WIND, SPRING, WEIGHT, INERTIA OR LIKE MOTORS, TO MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS COVERED BY SUBCLASSES F03B, F03D AND F03G
    • F05B2240/00Components
    • F05B2240/40Use of a multiplicity of similar components
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/20Hydro energy

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Connection Of Motors, Electrical Generators, Mechanical Devices, And The Like (AREA)
  • Other Liquid Machine Or Engine Such As Wave Power Use (AREA)
  • Water Treatment By Electricity Or Magnetism (AREA)
  • Control Of Eletrric Generators (AREA)
  • Hydraulic Turbines (AREA)
  • Permanent Magnet Type Synchronous Machine (AREA)

Abstract

Dispositivo para la producción de energía eléctrica a partir de un medio circulante, por ejemplo agua, con un número de unidades (1) de turbogeneradores que al menos por sectores están dispuestas unas sobre otras y/o unas al lado de otras y mutuamente unidas formando uno o varios módulos (23), caracterizado porque al menos un generador (3) de una unidad (1) de turbogenerador está configurado como generador síncrono en el cual están previstos polos de imanes permanentes como excitación.

Description

Dispositivo y procedimiento para generar energía eléctrica.
La presente invención se refiere a un dispositivo y un procedimiento para la producción de energía eléctrica a partir de un medio que fluye en forma de corriente, por ejemplo agua, con un número de unidades de turbogeneradores que al menos por secciones están dispuestas unas al lado de otras o unas encima de otras y unidas entre sí formando uno o varios módulos. Además, la invención concierne a una instalación para la producción de energía eléctrica y a un procedimiento para la transformación o modificación de este tipo de instalación.
Un dispositivo del tipo mencionado aparece por ejemplo en el documento US 4,804,855 y en el documento 4,755,690 (Obermeyer). En esos documentos está descrito un dispositivo con un gran número de unidades de turbogeneradores dispuestas unas sobre otras y unas al lado de otras y unidas entre sí formando módulos, las cuales están dispuestas en un dique entre dos pilotes y se pueden levantar y bajar por medio de una grúa. Las unidades de turbogeneradores están configuradas en forma de los denominados generadores tubulares en los que está dispuesta una carcasa tubular en forma de pera para la el alojamiento del generador, en cuyo extremo más estrecho está dispuesta una turbina, la cual está unida con giro solidario con el generador a través de un árbol horizontal que se apoya en la carcasa tubular. La carcasa tubular, en su extremo delantero que se estrecha se apoya mediante chapas deflectoras en una tubería de aspiración que rodea al generador y a la turbina.
En comparación con los grandes generadores alojados en carcasas tubulares en las centrales térmicas habituales, la disposición de varias unidades de turbogeneradores comparativamente mucho más pequeñas unas junto a otras y unas sobre otras, ofrece la ventaja de una longitud constructiva considerablemente más corta y ligado con ello unos menores gastos relacionados con la infraestructura, pero además también un servicio flexible. En el caso de un gran número de unidades de turbogeneradores existe el peligro de que debido a la superposición de las vibraciones de las unidades individuales se originen fuertes solicitaciones sobre uno de los módulos. Además, en el caso de un gran número de unidades de turbogeneradores hay que contar con un peso comparativamente alto del módulo, lo cual tiene como consecuencia el correspondiente reforzamiento de la grúa y el correspondiente reforzamiento de la
infraestructura.
Evidentemente, son conocidos muchos tipos diferentes de generadores y entre otros también están los de excitación por imanes permanentes. Estos tipos de generadores se pueden apreciar en los documentos EP 977 343 A1, US 6 011 334 A, US 4 367 413 A, JP 2000-213 446 A, US 3 353 028 A y el documento DE 20 105 185 U.
Una de las tareas de la presente invención consiste en mejorar los dispositivos ya conocidos por el estado de la técnica y en particular presentar unas unidades de turbogeneradores que sean constructivamente más sencillas, más compactas y más ventajosas.
Esta tarea queda resuelta según la invención debido a que al menos un generador de una unidad de turbogenerador está configurado como generador síncrono en el cual, como excitación, están previstos polos de imanes permanentes.
Por medio de la invención se abandona el conocido y probado concepto de los generadores síncronos excitados eléctricamente y se utiliza un tipo nuevo de generador que presenta la ventaja de una construcción particularmente compacta, simple y ventajosa. Con el empleo de este tipo de generador en un módulo con unidades de turbogeneradores que se disponen unas al lado de otras y unas encima de otras se consigue además la ventaja sustancial de que el peso puede disminuirse aún más puesto que se puede ahorrar la excitación eléctrica, es decir las bobinas de excitación con todos los componentes eléctricos que requieren. Con ello, para la instalación de tales módulos, se puede utilizar una infraestructura de menores dimensiones y para subir y bajar los módulos se puede utilizar una grúa más pequeña, lo que afecta en gran medida a los costes de construcción de la instalación.
La ausencia de la excitación eléctrica también simplifica naturalmente de forma sustancial la estructura de la construcción lo que tiene una influencia positiva directa sobre el tamaño constructivo necesario y sobre la refrigeración y los costes de una unidad de turbogeneradores.
En el marco de la presente invención se configura de un modo ventajoso una instalación para la producción de energía eléctrica con una estructura de dique, de tal manera que una pluralidad de unidades de turbogeneradores se disponen y se apoyan unos junto a otros, configurándose los generadores de las unidades de turbogeneradores como generadores síncronos que presentan polos de imanes permanentes para la excitación.
Además, la presente invención es particularmente adecuada para la transformación de instalaciones existentes que en su mayoría están previstas para el almacenamiento, al menos temporal, de agua, como por ejemplo, esclusas, en una instalación de producción de energía eléctrica. Para ello, esta estructura dispone de al menos un elemento desmontable, que se puede utilizar para el almacenamiento del medio, por ejemplo una compuerta, construyéndose en el marco del procedimiento acorde con la invención un módulo que se corresponde con las dimensiones del elemento desmontable el cual presenta un número de unidades de turbogeneradores dispuestas unas junto a otras o unas sobre otras, con generadores síncronos con excitación por imanes permanentes, y en caso necesario se ajusta al peso del módulo o se instala como nuevo un medio para subir y bajar el elemento desmontable, y el elemento desmontable se retira de la estructura con la ayuda de los medios para la subida y la bajada, y el módulo con las unidades de turbogeneradores se posiciona en vez de o adicionalmente al elemento desmontable en la estructura con la ayuda de los medios para la subida y la bajada, uniéndose las unidades de turbogeneradores dispuestas en el módulo mediante una línea para la extracción de la energía eléctrica producida por las unidades de turbogeneradores con una red de suministro de energía, y en caso necesario con el desagüe al menos parcial del medio almacenado a través de las unidades de turbogeneradores del módulo se produce energía eléctrica, y en caso necesario, para la restitución de la función de almacenamiento, de la estructura se retira el módulo y se sustituye por el elemento desmontable.
En (el) servicio, las unidades de turbogeneradores unidas entre sí formando un módulo son atravesadas al mismo tiempo por la corriente del medio, de modo que los álabes de la turbina y los rotores unidos a ella con giro solidario con los polos de imanes permanentes del módulo se ponen en rotación. En colaboración con los estatores de los generadores de las unidades de turbogeneradores dispuestos concéntricos alrededor de los rotores y con giro solidario en el módulo se genera la energía eléctrica. Cuando se emplea la invención sobre una estructura ya existente se puede mejorar el aspecto del entorno ya que no es necesario de ninguna manera tener que tomar medidas sobre la infraestructura que perjudiquen el entorno sino que se puede utilizar la infraestructura existente.
Otras formas de configuración ventajosas de la presente invención se desprenden de las reivindicaciones dependientes.
La excitación por imanes permanentes puede disponerse tanto en el rotor como de modo alternativo en el estator. De acuerdo con las normas y requerimientos constructivos se puede emplear la variante más favorable.
Una variante de ejecución de una unidad de turbogenerador muy ventajosa que puede emplearse es una unidad de generadores accionados por turbinas tubular. La fijación de estas unidades de turbogeneradores se realiza con ventaja de un modo en sí ya conocido de tal manera que las unidades de turbogeneradores, en la zona del rotor de la turbina y/o en la zona sustancialmente cilíndrica de la carcasa de la turbina, se apoyan en el correspondiente bastidor o elementos del bastidor del módulo.
Los álabes directores dispuestos en la dirección de la corriente por delante de los rotores de las turbinas de las unidades de turbogeneradores de un módulo se pueden usar a la vez para sujetar las unidades de turbogeneradores, con lo cual se consigue otra simplificación constructiva más.
Se alcanza un rendimiento óptimo debido a que las unidades de turbogeneradores están provistas con tuberías de aspiración que son atravesadas por el medio que acciona las unidades de turbogeneradores.
Se obtiene otra variante de ejecución de la unidad de turbogenerador que se puede usar con gran ventaja cuando la turbina de una unidad de turbogenerador presenta álabes de la turbina que van montados de forma que pueden girar, los cuales en la zona de sus extremos exteriores están unidos con unión de fuerza con un rotor en forma de anillo del generador de la unidad de turbogenerador, y en donde el estator del generador de la unidad de turbogenerador está dispuesto solidario en giro en el módulo y concéntrico alrededor del rotor. Mediante la favorable posición del centro de gravedad de tales unidades de turbogeneradores, en relación con la fijación de las propias unidades pero también en relación con el anclaje del módulo y de los medios prensores de la carga, se evitan sobre todo las oscilaciones y los momentos de vuelco con lo cual la propia construcción del módulo pero también el guiado y la soportación se dimensionan de forma ventajosa y por consiguiente se pueden llevar a cabo con mayor simplicidad. La zona central de las unidades de turbogeneradores que en las instalaciones convencionales está sometida a esfuerzos por el generador alojado en carcasa tubular, en la solución acorde con la invención es más reducida y se puede usar como sección adicional de paso de corriente, con lo cual se puede mejorar adicionalmente el rendimiento de las unidades de turbogeneradores.
Se obtiene un aprovechamiento óptimo de la energía disponible en el medio con un pequeño consumo de sitio debido a que la abertura definida por el rotor o el estator del generador es atravesable por el medio que acciona la turbina.
Un rendimiento óptimo de tales unidades de turbogeneradores se alcanza debido a que las unidades de turbogeneradores están provistas con tuberías de aspiración que pueden ser atravesadas por el medio que acciona las unidades de turbogeneradores.
Se produce una mejora en el aprovechamiento del espacio que ocupan las unidades de turbogeneradores en el módulo cuando las unidades de turbogeneradores colindantes con los estatores de un módulo se disponen directamente unas junto a otras y/o unas sobre otras.
La superficie atravesable se puede seguir optimizando cuando las tuberías de aspiración de unidades colindantes de turbogeneradores se disponen unas al lado de otras y/o unas encima de otras, de modo que la sección de la abertura de la tubería de aspiración en la zona de la turbina es más pequeña que la sección de la abertura de la tubería de aspiración en el extremo abierto situado por delante de la turbina - en la dirección de la corriente - y la diferencia entre estas secciones de abertura es mayor o igual que la suma de las secciones del rotor y del estator del generador.
Una construcción particularmente sencilla se obtiene debido a que la tubería de aspiración en la zona de la turbina o del generador se configura como una carcasa en la que está anclado el estator. Además de ello, es ventajoso disponer álabes directores en las tuberías de aspiración de las unidades de turbogeneradores por medio de los cuales se soportan la turbina y el rotor del generador.
Un dispositivo particularmente sencillo y barato se obtiene debido a que el espacio anular entre el rotor y el estator del generador está conectado con un tramo espacial que está atravesado por el medio que fluye a través de la turbina, y porque ese espacio anular puede ser atravesado por el medio. Es preferible que el espacio anular pueda ser atravesable a ambos lados del rotor o del generador a lo largo de todo el contorno. En este caso desaparece la necesidad de una junta de estanqueidad, y las unidades o los módulos se pueden configurar de forma especialmente barata y ampliamente libres de mantenimiento, y adicionalmente se refrigeran por el medio que por allí fluye. Por ello hay que configurar el estator y el rotor como herméticos por sí mismos contra la penetración del medio que por allí circula o aislarlos eléctricamente contra el medio.
En una forma de ejecución alternativa, la ranura entre el rotor y el estator del generador está hermetizada frente al medio que acciona la turbina y el espacio anular entre el rotor y el estator se rellena con un gas, en particular, con aire. En este caso resulta ventajoso disponer la junta a lo largo del rotor y concretamente se puede sujetar la junta a discreción tanto sobre la parte rotativa como sobre el estator.
Se obtiene otra mejora en relación con la flexibilidad de un tal dispositivo cuando la turbina está configurada con posibilidad de girar en ambas direcciones.
Además de lo anterior, se puede mejorar aún más el rendimiento de un módulo cuando la orientación de los álabes de la turbina permite que se puedan ajustar con respecto a la dirección de la corriente del medio.
En una variante favorita y particularmente económica del dispositivo acorde con la invención, la potencia eléctrica del generador de una unidad individual de turbogenerador alcanza un valor entre 100 kW y 1000 kW, con preferencia entre 200 kW y 700 kW.
Se puede construir y operar una instalación de forma particularmente económica y eficiente cuando el número de unidades de turbogeneradores dispuestas unas sobre otras y/o unas al lado de otras asciende a un valor entre 5 y 500, con preferencia entre 50 y 250.
Se obtiene otra mejora relacionada con el dimensionamiento cuando las unidades de turbogeneradores o los módulos se pueden unir con un dispositivo para la subida y la bajada.
También es particularmente ventajoso que las unidades de turbogeneradores se puedan refrigerar, al menos parcialmente, mediante el medio que por allí circula ya que en ese caso se puede dimensionar más pequeño el sistema de refrigeración o incluso prescindir de él si la refrigeración por el medio circulante llega a ser completa. Las ventajas ligadas con esto y relacionadas con la construcción, el tamaño, el peso y los costes saltan a la vista.
Otras ventajas y características acordes con la invención se desprenden de la descripción que sigue de algunos ejemplos de ejecución de la invención que no son restrictivos en los que se toman en consideración las figuras 1 a 3 adjuntas que muestran lo siguiente:
Figura 1 una sección a través de un ejemplo de ejecución de una unidad de turbogenerador con la forma constructiva denominada Straflo,
Figura 2 una sección a través de un ejemplo de ejecución de una unidad de turbogenerador con la forma constructiva de turbina tubular, y
Figura 3 una sección a través de una instalación hidroeléctrica con una disposición de varias unidades de turbogeneradores.
La unidad 1 de turbogenerador según la figura 1 muestra una turbina 2 con álabes 11 de la turbina que están unidos entre sí y con un árbol 8 mediante unión de fuerza, cuyo árbol está apoyado con posibilidad de giro mediante cojinetes de bolas, o de rodillos, o de deslizamiento en una carcasa 13 de soporte en forma de pera de la unidad 1 de turbogenerador y está sellada frente al medio que circula a su alrededor, por ejemplo agua. La carcasa 13 de soporte está fijada por medio de los álabes 6 directores sobre una tubería 7 de aspiración cónica.
En la zona de los extremos de los álabes 11 de la turbina se encuentra el generador 3, el cual presenta en forma de anillo un rotor 5 del generador 3 de la unidad 1 de turbogenerador, cuyo rotor está unido con unión de fuerza con los álabes 11 de la turbina. Concéntrico alrededor del rotor 5 se encuentra dispuesto igualmente en forma de anillo el estator 4 del generador 3, el cual está dispuesto en el módulo solidario en giro y en el ejemplo de ejecución presentado se encuentra anclado en un tramo de la tubería 7 de aspiración que está configurado como carcasa. El rotor 5 del generador 3 presenta en este caso polos de imanes permanentes no representados con detalle que sirven como excitación para el generador 3. El estator 4 está compuesto, de una forma suficientemente conocida, del paquete 10 de chapas y de las bobinas 9.
Entre el rotor 5 y el estator 4 se encuentra una ranura o espacio 14 intermedio igualmente en forma de anillo, que en el presente ejemplo de ejecución está relleno de gas, por ejemplo aire, en el que se sella el rotor 5 frente al medio que circula a través de la tubería 7 de aspiración, por ejemplo mediante una junta entre las superficies frontales del rotor 5 y las superficies frontales de la carcasa configurada por la tubería 7 de aspiración situadas enfrente. Alternativamente, esta ranura o espacio 14 intermedio también puede ser atravesada por el medio que circula a través de la tubería 7 de aspiración, con lo cual esta ranura 14 en servicio está continuamente llena con el medio, por ejemplo agua, y eventualmente el medio circula a través de ella. Para ello es evidente que las partes eléctricas del generador 3 tienen que ejecutarse de modo que estén aisladas frente al medio.
Son ya conocidas las turbinas con generadores similares a éstas, para usos en unidades estacionarias individuales, con potencias comparativamente grandes. Entre otros, en los documentos US 4,046,403, US 4,123,666 y US 4,464,580 está descrito un grupo generador de turbina de ese tipo.
La figura 2 presenta otro ejemplo de ejecución de una unidad 1 de turbogenerador con un generador 3 excitado por imanes permanentes. En este ejemplo, el generador 3 está dispuesto en una carcasa 12 de generador, una carcasa en forma de pera. El rotor 5 del generador 3 está unido con unión de fuerza con un árbol 8 que está apoyado con posibilidad de giro en la carcasa 12 del generador mediante rodamientos de bolas, o deslizantes o de rodillos, el cual está accionado por una turbina 2. Para ello, en el extremo del árbol 8 que en la dirección de la corriente está alejado del generador 3 está dispuesta con unión de fuerza una turbina 2 con álabes 11 de la turbina, que se pone en rotación mediante el medio que por allí
circula.
El rotor 5 presenta polos de imanes permanentes no representados con detalle que sirven para la excitación del generador 3. El estator 4 se encuentra fijado localmente directamente sobre la pared interior de la carcasa 12 del generador. La refrigeración del generador 3 en este caso tiene lugar exclusivamente mediante el medio que por allí circula.
La carcasa 12 del generador está sellada frente al medio que circula por su contorno, por ejemplo agua, y se encuentra sujeta por medio de álabes 6 directores sobre una tubería 15 de aspiración.
La figura 3 muestra una instalación para la producción de energía eléctrica a partir de un medio circulante, concretamente agua, con una estructura 20 de dique mediante la cual se puede separar una zona con un nivel alto de agua (UPPER POOL) de una zona con un nivel bajo de agua (LOWER POOL), en el caso presente mediante una compuerta 21, la cual se puede subir y bajar mediante el giro alrededor de un eje horizontal, siendo posible, en la posición levantada de la compuerta 21, la salida de agua desde la zona de nivel de agua alto a la zona de nivel de agua bajo, y en la posición bajada de la compuerta 21 se impide
eso.
Además de lo anterior, la estructura 20 de dique presenta a ambos lados unas guías 22 laterales verticales colindantes con la compuerta 21, las cuales sirven para el guiado y apoyo de las unidades 1 de turbogeneradores que en el caso presente están dispuestas unas al lado de otras y unas encima de otras, y reunidas en forma de matriz en un módulo 23, el cual, en el ejemplo de ejecución mostrado, está integrado en un marco 24 que adicionalmente está configurado para el alojamiento de otros elementos, como por ejemplo una computadora, dispositivos de mantenimiento y otros similares. Apartándonos del ejemplo de ejecución presente, las unidades 1 de turbogeneradores individuales también se pueden disponer, por ejemplo en la dirección de la corriente, formando panales del tipo nido de abejas, o con cualquier otra forma de estructura. En este ejemplo se han utilizado unidades 1 de turbogeneradores en la forma constructiva denominada Straflo, de acuerdo con la descripción de la figura 1, pudiéndose evidentemente utilizar sin limitación de lo que es general cualquier otro tipo de unidad de turbogenerador, como por ejemplo una turbina tubular según la figura 2.
El módulo 23 presenta en su parte superior un medio 25 prensor de la carga para una grúa 26 que está dispuesta en la estructura 20 de dique por medio de la cual se puede levantar y bajar el módulo 23, pudiéndose usar todas las unidades 1 de turbogeneradores de un módulo 23 en su posición bajada para la producción de energía eléctrica a partir del agua que fluye a través de las turbinas.

Claims (29)

1. Dispositivo para la producción de energía eléctrica a partir de un medio circulante, por ejemplo agua, con un número de unidades (1) de turbogeneradores que al menos por sectores están dispuestas unas sobre otras y/o unas al lado de otras y mutuamente unidas formando uno o varios módulos (23), caracterizado porque al menos un generador (3) de una unidad (1) de turbogenerador está configurado como generador síncrono en el cual están previstos polos de imanes permanentes como exci-
tación.
2. Dispositivo según la reivindicación 1, caracterizado porque el rotor (5) de al menos un generador (3) presenta polos de imanes permanentes.
3. Dispositivo según la reivindicación 1, caracterizado porque el estator (4) al menos de un generador (3) presenta polos de imanes permanentes.
4. Dispositivo según una de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizado porque la potencia eléctrica del generador (3) de una unidad (1) individual de turbogenerador alcanza un valor entre 100 kW y 1000 kW, con preferencia entre 200 kW y 700 kW.
5. Dispositivo según una de las reivindicaciones 1 a 4, caracterizado porque el número de unidades (1) de turbogeneradores dispuestas unas sobre otras y/o unas al lado de otras alcanza un valor entre 5 y 500, con preferencia entre 50 y 250.
6. Dispositivo según una de las reivindicaciones 1 a 5, caracterizado porque las unidades (1) de turbogeneradores o los módulos (23) se pueden unir con un dispositivo (25) para su elevación y descenso.
7. Dispositivo según una de las reivindicaciones 1 a 6, caracterizado porque las unidades (1) de turbogeneradores se pueden refrigerar al menos parcialmente con el medio circulante.
8. Dispositivo según una de las reivindicaciones 1 a 7, caracterizado porque al menos una unidad (1) de turbogenerador está configurada como unidad generadora de turbina tubular.
9. Dispositivo según la reivindicación 8, caracterizado porque las unidades (1) de turbogeneradores están apoyadas en la zona del rotor de la turbina de una forma en sí conocida y/o en su zona sustancialmente cilíndrica de la carcasa de la turbina sobre el correspondiente bastidor o elementos del bastidor del módulo.
10. Dispositivo según la reivindicación 9, caracterizado porque en la dirección de la corriente delante de los rotores de las turbinas de las unidades (1) de turbogeneradores de un módulo (23) están dispuestos álabes (6) directores mediante los cuales se soportan las unidades (1) de turbogeneradores.
11. Dispositivo según la reivindicación 8, 9 ó 10, caracterizado porque las unidades (1) de turbogeneradores están provistas con tuberías (15) de aspiración que pueden ser atravesadas por el medio que acciona las unidades (1) de turbogeneradores.
12. Dispositivo según una de las reivindicaciones 1 a 7, caracterizado porque la turbina (2) de una unidad (1) de turbogenerador presenta álabes (11) de la turbina colocados de forma que pueden girar, los cuales en la zona de sus extremos externos están unidos con unión de fuerza con un rotor (5) en forma de anillo del generador (3) de la unidad (1) de turbogenerador, estando dispuesto el estator (4) del generador (3) de la unidad (1) de turbogenerador concéntrico alrededor del rotor (5) y solidario en giro en el módulo (23).
13. Dispositivo según la reivindicación 12, caracterizado porque la abertura definida por el rotor (5) o el estator (4) del generador (3) puede ser atravesada por el medio que acciona la turbina (2).
14. Dispositivo según la reivindicación 12 ó 13, caracterizado porque los estatores (4) de unidades (1) de turbogeneradores contiguas de un módulo (23) están dispuestos directamente unos al lado de otros y/o unos sobre otros.
15. Dispositivo según una de las reivindicaciones 12 a 14, caracterizado porque las unidades (1) de turbogeneradores están provistas con tuberías (7) de aspiración, las cuales pueden ser atravesadas por el medio que acciona las unidades (1) de turbogeneradores.
16. Dispositivo según la reivindicación 15, caracterizado porque las tuberías (7) de aspiración de unidades (1) de turbogeneradores contiguas están dispuestas directamente unas al lado de otras y/o unas sobre otras.
17. Dispositivo según la reivindicación 15 o 16, caracterizado porque la tubería (7) de aspiración está configurada en la zona de la turbina (2) o del generador (3) como una carcasa en la que está anclado el estator (5).
18. Dispositivo según una de las reivindicaciones 15 a 17, caracterizado porque en las tuberías (7) de aspiración de las unidades (1) de turbogeneradores de un módulo (23) están dispuestos álabes (6) directores mediante los cuales están soportados sobre la tubería (7) de aspiración la turbina (2) y el rotor (5) del generador (3).
19. Dispositivo según una de las reivindicaciones 12 a 18, caracterizado porque el espacio (14) anular entre el rotor (5) y el estator (4) del generador (3) está comunicado con un sector espacial que es atravesado por el medio que fluye a través de la turbina, y porque dicho espacio (14) anular puede ser atravesado por el medio.
20. Dispositivo según la reivindicación 19, caracterizado porque el espacio anular a ambos lados del rotor (5) o del generador (3) puede ser atravesado a lo largo de todo su contorno.
21. Dispositivo según la reivindicación 19 o 20, caracterizado porque el estator (4) y el rotor (5) están sellados individualmente frente a la penetración del medio circulante, o están configurados como eléctricamente aislados frente al medio.
22. Dispositivo según una de las reivindicaciones 12 a 21, caracterizado porque la ranura entre el rotor (5) y el estator (4) del generador (3) está sellada frente al medio que acciona la turbina (2) y el espacio (14) anular entre el rotor (5) y el estator (4) está lleno con un gas, en particular con aire.
23. Dispositivo según la reivindicación 22, caracterizado porque la junta está dispuesta a lo largo del rotor (5) o del estator (4) y preferiblemente sujeta sobre el rotor (5) o sobre el estator (4).
24. Dispositivo según una de las reivindicaciones 1 a 23, caracterizado porque la turbina (2) para la producción de energía está configurada con posibilidad de giro en las dos direcciones.
25. Dispositivo según una de las reivindicaciones 1 a 24, caracterizado porque se puede ajustar la orientación de los álabes (11) de la turbina y/o de los álabes (6) directores con respecto a la dirección de la corriente del medio.
26. Instalación para la producción de energía eléctrica a partir de un medio circulante, por ejemplo agua, con una estructura (20) de dique y con una multiplicidad de unidades (1) de turbogeneradores que están dispuestas unas sobre otras y/o unas al lado de otras, y unidas entre sí formando uno o varios módulos (23), y eventualmente una multiplicidad de módulos (23) están dispuestos unos al lado de otro y apoyados sobre la estructura (20) de dique, estando configurados los generadores (3) de las unidades (1) de turbogeneradores como generadores síncronos que presentan polos de imanes permanentes para la excitación.
27. Instalación según la reivindicación 26, caracterizada porque la estructura (20) de dique presenta una multiplicidad de pilotes entre los cuales puede circular el medio, estando dispuesto entre cada dos pilotes contiguos al menos un módulo (23) que se puede subir y bajar por medio de un dispositivo (25) de elevación, conteniendo cada uno una multiplicidad de unidades (1) de turbogeneradores, y que está apoyado y guiado en los pilotes.
28. Procedimiento para la transformación de una estructura (20) para el almacenamiento al menos temporal de un medio capaz de fluir, por ejemplo agua, en una instalación para la producción de energía eléctrica, en el cual la estructura (20) presenta al menos un elemento para el almacenamiento del medio, por ejemplo una compuerta (21), y en el cual se construye un módulo (23) adecuado para las dimensiones del elemento desmontable, el cual se construye a partir de un número de unidades (1) de turbogeneradores dispuestas unas al lado de otras y/o unas sobre otras con generadores síncronos con excitación por imanes permanentes, eventualmente se ajusta al peso del módulo (23) o se instala nuevo un medio para subir y bajar el elemento desmontable, y con ayuda de los medios (25) para subir y bajar se retira de la estructura (20) el elemento desmontable y se posiciona en la estructura el módulo (23) con las unidades (1) de turbogeneradores en vez de o adicionalmente al elemento desmontable con ayuda de los medios (25) para subir y bajar, conectándose las unidades (1) de turbogeneradores dispuestas en el módulo (23) mediante una línea para extraer la energía eléctrica producida por las unidades (1) de turbogeneradores con una red de suministro de energía, y en caso necesario se produce energía eléctrica con la descarga al menos parcial del medio almacenado a través de las unidades (1) de turbogeneradores del módulo (23), y eventualmente para la restitución de la función de almacenamiento de la estructura (20) se retira el módulo (23) y se sustituye por el elemento desmontable.
29. Procedimiento para la producción de energía eléctrica a partir de un medio circulante, por ejemplo agua, en el que una multiplicidad de unidades (1) de turbogeneradores dispuestas unas sobre otras y/o unas al lado de otras, unidas entre sí formando un módulo (23), son atravesadas a la vez por el medio, siendo puestos en rotación los álabes (11) montados con posibilidad de giro de las turbinas (2) de las unidades (1) de turbogeneradores del módulo (23) y los rotores (5) con polos de imanes permanentes de los generadores (3) de las unidades (1) de turbogeneradores del módulo (23), y en donde los rotores (5) con polos de imanes permanentes de los generadores (3) en cooperación con los estatores (4) dispuestos en el módulo (23) solidarios en giro y concéntricos alrededor de los rotores (5) de los generadores (3) de las unidades (1) de turbogeneradores producen energía eléctrica que se extrae mediante una línea eléctrica.
ES02787758T 2001-12-07 2002-11-21 Dispositivo y procedimiento para generar energia electrica. Expired - Lifetime ES2247403T3 (es)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
AT19232001 2001-12-07
AT0192301A AT411093B (de) 2001-12-07 2001-12-07 Einrichtung und verfahren zur erzeugung elektrischer energie

Publications (1)

Publication Number Publication Date
ES2247403T3 true ES2247403T3 (es) 2006-03-01

Family

ID=3689331

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
ES02787758T Expired - Lifetime ES2247403T3 (es) 2001-12-07 2002-11-21 Dispositivo y procedimiento para generar energia electrica.

Country Status (16)

Country Link
US (1) US7372172B2 (es)
EP (1) EP1451918B1 (es)
AR (1) AR037608A1 (es)
AT (2) AT411093B (es)
AU (1) AU2002352084A1 (es)
CA (1) CA2469272C (es)
DE (1) DE50203990D1 (es)
EG (1) EG23254A (es)
ES (1) ES2247403T3 (es)
HU (1) HU228531B1 (es)
MX (1) MXPA04005393A (es)
MY (1) MY130487A (es)
PE (1) PE20030650A1 (es)
PL (1) PL202556B1 (es)
SI (1) SI1451918T1 (es)
WO (1) WO2003049257A2 (es)

Families Citing this family (32)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
AT411369B (de) * 2001-12-20 2003-12-29 Va Tech Hydro Gmbh & Co Verfahren zur herstellung einer wasserkraftanlage
BRMU8400261U (pt) * 2004-02-20 2005-10-11 Brasbulbo Projetos Especiais S Equipamento gerador de energia
US7511385B2 (en) * 2005-11-11 2009-03-31 Converteam Ltd Power converters
US7579703B2 (en) * 2007-05-24 2009-08-25 Joseph Salvatore Shifrin Hydroelectric in-pipe generator
AU2008328536B2 (en) * 2007-11-23 2013-07-25 Atlantis Resources Corporation Pte Limited Control system for extracting power from water flow
US7928594B2 (en) * 2007-12-14 2011-04-19 Vladimir Anatol Shreider Apparatus for receiving and transferring kinetic energy from a flow and wave
DE102008017537A1 (de) * 2008-04-03 2009-10-08 Voith Patent Gmbh Rohrturbinen-Generatoreinheit
KR101292832B1 (ko) * 2008-04-14 2013-08-02 아틀란티스 리소시스 코포레이션 피티이 리미티드 중앙축 수력 터빈
KR101284236B1 (ko) * 2008-04-14 2013-07-09 아틀란티스 리소시스 코포레이션 피티이 리미티드 수력 터빈용 블레이드
US8536723B2 (en) * 2009-01-21 2013-09-17 American Hydro Jet Corporation Integrated hydroelectric power-generating system and energy storage device
US7825532B1 (en) * 2009-04-20 2010-11-02 Barber Gerald L Electrical generator for wind turbine
US8373298B2 (en) * 2009-04-20 2013-02-12 Gerald L. Barber Electrical generator for wind turbine
KR20120042746A (ko) 2009-04-28 2012-05-03 아틀란티스 리소시스 코포레이션 피티이 리미티드 수중 동력 발생기
US8461713B2 (en) * 2009-06-22 2013-06-11 Johann Quincy Sammy Adaptive control ducted compound wind turbine
AU2010312315B2 (en) 2009-10-27 2013-05-23 Atlantis Resources Corporation Pte Limited Underwater power generator
DE102009052383A1 (de) * 2009-11-09 2011-05-12 Technische Universität München Schachtkraftwerk
DE102010013067B4 (de) * 2010-03-26 2013-05-16 Ksb Aktiengesellschaft Wasserkraftanlage
CA2797735A1 (en) * 2010-04-30 2011-11-03 Clean Current Limited Partnership Unidirectional hydro turbine with enhanced duct, blades and generator
US9097233B1 (en) * 2010-06-01 2015-08-04 Dennis Allen Ramsey Suction-augmented hydropower turbine
EP2476898A4 (en) * 2010-08-26 2014-08-06 Alternative Energy Res Company Ltd METHOD AND SOLAR WIND TURBINE FOR GENERATING ELECTRICITY
US20120141249A1 (en) * 2010-09-28 2012-06-07 Galemaster Power Systems, Llc Fluid flow control providing increased energy extraction
CN103517867B (zh) 2011-05-10 2016-02-24 亚特兰蒂斯能源有限公司 布置装置以及布置水下发电机的方法
NO20111077A1 (no) 2011-07-29 2012-09-03 Minihydro Norge As Lavtrykks elvekraftverk
US20150192030A1 (en) * 2012-08-17 2015-07-09 Spinergy Pty Ltd Inline power generator
US9234325B1 (en) 2012-10-12 2016-01-12 Amjet Turbine Systems, Llc Combined turbine/generator installation on a dam
US9989076B2 (en) 2012-11-05 2018-06-05 Indian Institute Of Technology Madras Mechanical energy harvesting devices and methods
GB2519214B8 (en) 2013-10-10 2017-03-01 Kirloskar Integrated Tech Ltd A power generation system
US20190121375A1 (en) * 2017-10-25 2019-04-25 Natural Gas Solutions North America, Llc Harvesting energy from pressure drop of fuel gas
PL242092B1 (pl) * 2018-11-19 2023-01-16 Jerzy Kujawski Wysokosprawny hydrozespół zanurzony w wodzie
AT525538B1 (de) 2022-06-15 2023-05-15 Global Hydro Energy Gmbh Haltevorrichtung für Schacht-Turbine
AT526277B1 (de) 2022-06-15 2024-03-15 Global Hydro Energy Gmbh Schacht-Turbine mit Ringgenerator sowie Förder- und Drosselvorrichtungen
AU2024216511A1 (en) * 2024-08-30 2026-03-19 Hydropower Solutions Pty Ltd Electricity Generating Device

Family Cites Families (42)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE748113C (de) * 1936-12-31 1944-10-26 Kuehleinrichtung fuer elektrische Generatoren von Unterwasserkraftwerken
US2501696A (en) * 1946-01-12 1950-03-28 Wolfgang Kmentt Stream turbine
GB1106371A (en) * 1963-11-06 1968-03-13 English Electric Co Ltd Improvements in or relating to water-turbines, pumps, and reversible pump/turbines
FR94654E (fr) * 1968-02-01 1969-10-03 Creusot Forges Ateliers Compensateur des dilatations thermiques, pour support amont de groupes hydro-électriques du type bulbe.
US4046403A (en) 1975-02-17 1977-09-06 Mitsubishi Jidosha Kogyo Kabushiki Kaisha Strut type independent suspension system for automobiles
AR216286A1 (es) * 1975-07-14 1979-12-14 Gutierrez Atencio F Conjunto hidromotriz transportatable
CH606793A5 (es) 1975-12-02 1978-11-15 Escher Wyss Ag
AT345757B (de) * 1976-04-13 1978-10-10 Voest Ag Turbinengehaeuse fuer rohrturbinen
US4170428A (en) * 1977-07-11 1979-10-09 Atencio Francisco J G Dam with suspended hydroelectric station
US4207015A (en) * 1978-02-23 1980-06-10 Atencio Francisco J G Self-stabilized hydromotive assembly
US4261171A (en) * 1978-10-20 1981-04-14 Atencio Francisco J G Functionally transformable dam with tidal power station
US4275989A (en) * 1979-02-08 1981-06-30 Gutierrez Atencio Francisco J Reversible pump-turbine
JPS55139979A (en) * 1979-04-18 1980-11-01 Fuji Electric Co Ltd Electricity generating plant of cylindrical water wheel
US4279539A (en) * 1979-08-17 1981-07-21 Gutierrez Atencio Francisco J Dam with transformable hydroenergetic arrangement
CS258107B2 (en) * 1980-02-11 1988-07-15 Siemens Ag Turbo-set with hydraulic propeller turbine
US4367413A (en) * 1980-06-02 1983-01-04 Ramon Nair Combined turbine and generator
CH660216A5 (de) * 1981-04-07 1987-03-31 Escher Wyss Ag Ringfoermige dichtung und deren verwendung in einer aussenkranz-rohrturbine.
US4468153A (en) * 1982-05-12 1984-08-28 Gutierrez Atencio Francisco J Symmetric tidal station
US4613279A (en) * 1984-03-22 1986-09-23 Riverside Energy Technology, Inc. Kinetic hydro energy conversion system
US4674279A (en) * 1984-09-12 1987-06-23 Acres International Corporation Control system for run-of-river hydroelectric plant
US4720640A (en) * 1985-09-23 1988-01-19 Turbostar, Inc. Fluid powered electrical generator
US4740711A (en) * 1985-11-29 1988-04-26 Fuji Electric Co., Ltd. Pipeline built-in electric power generating set
DK155454C (da) * 1986-12-03 1989-08-07 Hans Marius Pedersen Flydende vandkraftvaerk til anbringelse i hav- og flodstroemme for energiindvirkning
US4804855A (en) * 1987-02-13 1989-02-14 Obermeyer Henry K Hydromotive machine apparatus and method of constructing the same
US4755690A (en) * 1987-02-13 1988-07-05 Obermeyer Henry K Hydroelectric power installation and turbine generator apparatus therefor
US5506453A (en) * 1990-02-09 1996-04-09 Mccombs; John C. Machine for converting wind energy to electrical energy
CA2108769A1 (en) * 1991-04-24 1992-10-25 Gottfried Reitinger Tubular turbine synchronous generator
US5440176A (en) * 1994-10-18 1995-08-08 Haining Michael L Ocean current power generator
FR2745436B1 (fr) * 1996-02-28 1998-04-03 Elf Aquitaine Generateur d'energie electrique en ligne autonome
DE19623554A1 (de) * 1996-06-13 1998-01-02 Josef Dennenmoser Strömungsmaschine mit integriertem Permanentgenerator bzw. -motor
WO1998011343A1 (de) * 1996-09-10 1998-03-19 Voest-Alpine, Machinery Construction & Engineering Gmbh System von rohrturbinen
AT408257B (de) * 1996-09-10 2001-10-25 Va Tech Hydro Gmbh & Co System von rohrturbinen
US5825094A (en) * 1996-11-13 1998-10-20 Voith Hydro, Inc. Turbine array
JPH10285890A (ja) * 1997-03-31 1998-10-23 Mitsuhiro Fukada 永久磁石型発電機
FI104119B1 (fi) * 1998-01-28 1999-11-15 Abb Azipod Oy Vesiturbiinijärjestely
JP2000213446A (ja) * 1999-01-22 2000-08-02 Shibaura Densan Kk 水力発電機
US6281597B1 (en) * 1999-08-13 2001-08-28 Syndicated Technologies, Llc. Hydroelectric installation and method of constructing same
JP4458641B2 (ja) * 1999-08-20 2010-04-28 株式会社東芝 軸流水車発電装置
DE20105185U1 (de) * 2001-03-26 2001-06-28 Hsu, Chi-Chen, Taipeh/T'ai-pei Mikrohydraulischer Generator
JP2001298902A (ja) * 2001-04-26 2001-10-26 Nakano Denki Kk タービン一体型発電機
US6856036B2 (en) * 2001-06-26 2005-02-15 Sidney Irving Belinsky Installation for harvesting ocean currents (IHOC)
AT413425B (de) * 2003-03-06 2006-02-15 Va Tech Hydro Gmbh & Co Einrichtung zur erzeugung elektrischer energie

Also Published As

Publication number Publication date
WO2003049257A3 (de) 2004-02-19
EG23254A (en) 2004-09-29
MY130487A (en) 2007-06-29
ATE302494T1 (de) 2005-09-15
HUP0700091A2 (en) 2007-05-02
CA2469272C (en) 2010-01-12
SI1451918T1 (sl) 2006-02-28
US20040219015A1 (en) 2004-11-04
US7372172B2 (en) 2008-05-13
DE50203990D1 (de) 2005-09-22
AU2002352084A8 (en) 2003-06-17
MXPA04005393A (es) 2004-10-11
WO2003049257A2 (de) 2003-06-12
AT411093B (de) 2003-09-25
PL202556B1 (pl) 2009-07-31
HU228531B1 (en) 2013-03-28
PL370519A1 (en) 2005-05-30
AR037608A1 (es) 2004-11-17
CA2469272A1 (en) 2003-06-12
ATA19232001A (de) 2003-02-15
AU2002352084A1 (en) 2003-06-17
PE20030650A1 (es) 2003-09-18
EP1451918B1 (de) 2005-08-17
EP1451918A2 (de) 2004-09-01

Similar Documents

Publication Publication Date Title
ES2247403T3 (es) Dispositivo y procedimiento para generar energia electrica.
ES2732923T3 (es) Planta de energía eólica
ES2242994T3 (es) Aerogenerador de ataque directo a baja velocidad.
ES2340236B2 (es) Procedimientos y aparato para el suministro y/o absorcion de energia electrica reactiva.
ES2270887T3 (es) Instalacion de energia eolica.
JP6118337B2 (ja) 風力発電装置のナセル
ES2535220T3 (es) Instalación de energía eólica o hidráulica
ES2221856T3 (es) Dispositivo captador de energia con rotores contrarrotativos.
ES2583637T3 (es) Instalación de energía eólica
CN102216605A (zh) 具有集成的发电机的水轮
ES2887339T3 (es) Pares de conjuntos rotor/estator unidireccionalmente magnéticos complementarios
US20120074706A1 (en) Mutual-Rotating Power System
ES2665004A1 (es) Grua de una turbina eólica
ES2286968T3 (es) Dispositivo para elevar y bajar grupos para generar energia electrica.
ES2523775T3 (es) Molino tubular
TW201628317A (zh) 發電機
KR101049452B1 (ko) 풍력발전시스템
JP2011185101A (ja) 風力発電装置及びこれを用いた風力発電装置アセンブリ
ES2357050T3 (es) Accionamiento de rodillos.
ES2689723T3 (es) Tren de potencia de un aerogenerador
ES2939265T3 (es) Cimiento para una turbina eólica y turbina eólica
ES2942788A1 (es) Sistema de almacenamiento de energia electrica por gravedad
KR101533713B1 (ko) 풍력 발전 장치 및 이를 포함하는 발전형 시설물
ES3048297T3 (en) Magnetic interaction system between rotors for production and storage of kinetic energy
RU2499910C1 (ru) Проточный электрогенератор и подводная электростанция на стационарной платформе