ES2285169T3

ES2285169T3 - Sistema anticongelacion para turbinas eolicas.

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Publication number: ES2285169T3
Application number: ES03751125T
Authority: ES
Inventors: Lorenzo Battisti
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2002-10-17
Filing date: 2003-10-16
Publication date: 2007-11-16
Anticipated expiration: 2023-10-16
Also published as: CA2502199A1; NO20051832D0; CN1705823A; DE60313347D1; PL219319B1; AR042184A1; PL375098A1; NZ539364A; NO330607B1; IS2644B; NO20051832L; CN100359161C; EP1552143A1; US20050242233A1; ITTO20020908A1; WO2004036038A1; EP1552143B1; DK1552143T3; EA006690B1; ATE360142T1

Abstract

Sistema Convertidor de Energía Eólica (WECS) destinado a la producción de energía eléctrica que comprende una disposición de descongelación y anticongelación, siendo dicho sistema convertidor de energía eléctrica (1; 1''; 1''''; 1'''''') de un tipo que comprende: una torre (4; 4''), adaptada para soportar y fijar dicho WECS (1; 1''; 1''''; 1'''''') al suelo o a una cimentación, una góndola (3), dispuesta sobre dicha torre (4; 4'') a la cual se asocian los primeros medios (9, IN, 10; TR) para transformar el movimiento giratorio de un rotor (2) para generar energía eléctrica que se ha de introducir una red eléctrica y para la gestión y el funcionamiento de posibles dispositivos eléctricos de dichos sistemas convertidores de energía eléctrica (1); el rotor (2), asociado a dicha góndola (3) de modo que pueda girar con respecto a dicha góndola (3), comprendiendo dicho rotor (2) un número de álabes (5) y siendo susceptibles de girar debido al viento (V) en que impactan dichos álabes (5), comprendiendo internamente dicho sistema convertidor de energía eléctrica (1; 1''; 1''''; 1'''''') unos segundos medios (2E, 19, 21) para el flujo de un fluido (F; F''; F''''; F'''''') dentro de unos volúmenes (14, 15) definidos en el interior de dichos álabes (5) de dicho rotor (2), comprendiendo los álabes (5) del rotor (2), en por lo menos parte de una superficie exterior (5S) de dichos álabes (5), unas aberturas (2) en conexión con el fluido de dichos volúmenes (14, 15), caracterizado porque, dichas aberturas (12) están adaptadas para crear una capa o película de aire sobre los álabes (5) en el exterior de una superficie de álabe (5E) provista de dichas aberturas (12), mediante interacción termodinámica del fluido con dicho viento (V) que impacta por lo menos dicha superficie del álabe (5E) provista de dichas aberturas (12), y/o con agua y hielo presentes sobre dicha superficie externa (5S) de dicho álabe (5).

Description

Sistema anticongelación para turbinas eólicas.

Un Sistema Convertidor de Energía Eólica (WECS) que comprende una disposición de descongelación y anticongelación así como un procedimiento para prevenir y evitar la acumulación de hielo en los álabes del rotor de las turbinas eólicas en un Sistema Convertidor de Energía Eólica (WECS) constituye el objetivo de la presente invención. Más particularmente, se propone un sistema para prevenir y/o eliminar la acumulación de hielo sobre los álabes del rotor de un WECS cuando el sistema funciona en determinadas condiciones climáticas y ambientales.

La acumulación de hielo sobre un perfil alar, y más específicamente sobre el álabe del rotor entre la turbina eólica, afecta seriamente a las características fluidodinámicas de dichos componentes. Particularmente, la sustentación y la resistencia aerodinámica concernientes tanto al perfil individual como al álabe en su globalidad con su desarrollo tridimensional, y por consiguiente la distribución de presiones a lo largo de las superficies relevantes, se ven modificadas considerablemente. Frecuentemente resulta difícil de prever cómo cambiarán dichos factores en función de la deposición de hielo sobre las superficies. Como consecuencia de ello, el álabe en funcionamiento se ve sometido a diferentes esfuerzos de flexión y de torsión con respecto a las condiciones de diseño, además de un considerable empeoramiento de la eficiencia aerodinámica general de la turbina eólica.

Recapitulando, la potencia generada por el rotor del WECS cuando existe hielo sobre los álabes del rotor es mucho menor que la que se genera sin formación de hielo. A ésto tenemos que añadir el importante problema que radica en que el álabe, debido al aumento de masa y a la diferente distribución de la misma causada por el hielo que está presente a lo largo de las superficies relevantes, tiene un comportamiento estático y dinámico totalmente modificado con respecto a las condiciones de diseño.

Además, en dichas condiciones de funcionamiento, existe un problema nada despreciable relativo a la seguridad del WECS, tanto en lo que respecta a la seguridad que afecta a las personas y a las cosas que se disponen próximas al sistema, como a la posibilidad de que el propio sistema falle y se rompa. Efectivamente, si los álabes trabajan sobre hielo sobre sus superficies, puede suceder que de forma totalmente imprevista se deprendan trozos de hielo de los álabes.

Este evento causa los hechos siguientes:

1): Objetos o personas que se encuentren alrededor del sistema sufren impactos por dichos trozos de hielo;

2): Se generan esfuerzos estructurales repentinos y difícilmente previsibles, esencialmente de naturaleza aeroelástica, si el rotor de la turbina eólica está en funcionamiento.

Debido a los importantes tamaños que llegan a tener los WECS de la última generación, cuyos rotores pueden presentar noventa metros de diámetro y las torres pueden alcanzar los 100 metros de altura, una vez se hayan creado las condiciones para el desprendimiento del hielo, pueden salir disparadas repentinamente e imprevisiblemente masas de hielo de gran tamaño como balas de los álabes, causando importantes daños al ambiente circundante. Pueden intuirse fácilmente las consecuencias relevantes de dicho evento, no siendo en absoluto improbables, incluso de tipo legal.

Por lo que respecta al punto 2), éste no es desde luego un problema menor. Cuando el WECS está en funcionamiento, las vibraciones estructurales de naturaleza aeroelástica pueden generar esfuerzos estructurales de magnitud considerable, tanto en los álabes individuales, como en el sistema en su globalidad. Pueden producirse fenómenos de resonancia estructural con fallos del álabe (en caso de un fenómeno de vibración aeroelástica no fácilmente previsible, en el que la distribución de la presión sobre la superficie del álabe puede ser muy diferente a la diseñada) así como del sistema en su globalidad (las roturas de puentes a principios del siglo XX debidas a ráfagas de viento están bien documentadas en la bibliografía).

Las razones mencionadas provocan la parada del WECS cuando se detecta la presencia de hielo sobre los álabes. Dichas paradas pueden tener mayor o menor duración dependiendo de la importancia del problema. En efecto, si el hielo no se puede retirar adecuadamente mediante los dispositivos de descongelación disponibles, la consecuencia es que la explotación de los sistemas puede realizarse solamente durante un número limitado de días por año, si están instalados en áreas especialmente críticas en lo que respecta a la formación de hielo. Las estimaciones existentes indican una pérdida de energía eléctrica de aproximadamente el 20 a 50% de una producción anual normal con el sistema trabajando continuamente.

Actualmente se conocen varias soluciones para tratar de resolver en oneroso problema de la formación de hielo en los álabes de los WECS. Los sistemas aplicados a este campo se basan sustancialmente en los siguientes tres principios de funcionamiento:

I): Utilizar la superficie del álabe absorbente de calor que recibe radiación solar térmica;

II): Caldear localmente las superficies del álabe afectadas por la formación del hielo;

III): Hacer circular aire caldeado por el interior del cuerpo del álabe, a fin de transmitir calor a la superficie exterior del álabe afectada por la formación de hielo mediante conducción térmica interna.

Es evidente que los sistemas del primer tipo únicamente tienen cierta eficacia cuando hace sol, por consiguiente únicamente durante el día y con condiciones climáticas de buena radiación solar. Pero puesto que es durante la noche cuando se alcanzan las condiciones de funcionamiento más críticas para la formación de hielo, dichos sistemas resultan deficientes precisamente cuando se necesitan.

Los sistemas del punto II) utilizan genéricamente hojas de un material termoconductor o que ofrece resistencia a la conducción de la corriente eléctrica, embebidas en el interior de la superficie del álabe y calentadas por efecto Joule. Dichas hojas se caldean eléctricamente y durante la construcción representan masas adicionales y eléctricamente conductoras aplicadas a las capas superficiales del álabe específicamente en las áreas más susceptibles de sufrir formación de hielo.

Dichos tipos de sistemas parecen adecuados para la finalidad perseguida, es decir, que son válidos tanto para prevenir la acumulación de hielo durante el funcionamiento del WECS como para eliminar el hielo formado sobre los álabes, por ejemplo durante una parada del sistema. Sin embargo adolecen de tantos inconvenientes que hasta ahora estos tipos de soluciones se han utilizado solamente en muy pocos sistemas, casi todos para fines de estudio.

En efecto, para que operen de forma eficiente, las disposiciones de descongelación y anticongelación del tipo II) precisan antes que nada de un complicado mecanismo de control y gestión de la acumulación del hielo. Estos mecanismos utilizan sensores localizadores del hielo, un software de procesamiento de control y gestión apto para controlar el suministro de energía eléctrica al área donde está el peligro o la formación de hielo. La complejidad, el coste, los problemas de mantenimiento y fiabilidad del WECS alcanzan una magnitud considerable a largo plazo.

Además, la potencia eléctrica necesaria para caldear las hojas mediante el efecto Joule puede llegar a representar un porcentaje nada despreciable de la potencia total producida por el WECS y, en determinadas condiciones, puede incluso absorber una cantidad de energía eléctrica muy superior a la producida. Por consiguiente esto da como resultado que la eficiencia real del sistema se ve reducida drásticamente, con una producción poco satisfactoria en condiciones de funcionamiento críticas.

Otro inconveniente es que cuando el WECS funciona en vacío, es decir que el rotor está en movimiento sin generar potencia eléctrica, la energía eléctrica que se precisa para evitar o eliminar la acumulación de hielo debe tomarse de la red eléctrica, y en estas condiciones el sistema es antieconómico.

Además, dichas hojas termoconductoras encoladas a la superficie del álabe se desgastan muy fácilmente, por lo que requieren un frecuente trabajo de mantenimiento y la consiguiente reducción de la disponibilidad de la máquina para generar energía eléctrica. Dichas hojas, sustancialmente realizadas con material metálico, constituyen también un elemento que atrae las descargas atmosféricas. Los rayos pueden dañar seriamente no únicamente la disposición para la descongelación y anticongelación, sino también las máquinas y dispositivos eléctricos disponibles, y en algunos casos provocar el fallo del rotor sobre el que descarga el rayo.

Cuando a dichas hojas se les suministra una potencia eléctrica de magnitud importante se generan campos giratorios electrostáticos muy fuertes, con los consiguientes efectos de contaminación y ruido electrostático no pretendidos alrededor del WECS.

Otro inconveniente nada despreciable de dichas soluciones es que la garantía concedida por el fabricante sobre la turbina eólica queda anulada en el momento en que dicha disposición de descongelación y anticongelación se incorpora a la estructura del álabe, así como cualquier otro dispositivo intrusivo de la estructura del álabe.

Además, como que se ha verificado experimentalmente que el hielo, en determinadas condiciones ambientales y climáticas puede formarse en cualquier lugar de la superficie del álabe, el álabe debe cubrirse casi en su totalidad con las hojas termoconductoras.

Los consiguientes costes de fabricación y mantenimiento llegan a alcanzar niveles prohibitivos, que, junto a que la eficiencia total del sistema no es ciertamente alta, hacen que decididamente el sistema no sea rentable.

En lo relativo a los sistemas del tipo III), existe una documentación de patente que ilustra dispositivos para la circulación del aire caldeado por el interior del cuerpo del álabe, aptos para caldearlo y también para la superficie externa mediante la conducción térmica interna del material que constituye el cuerpo del álabe. U ejemplo lo constituye la patente alemana DE nº 196 21 485, cuyo texto puede tomarse como referencia para la descripción de los detalles de la solución relevante.

En dicha patente, para cada álabe, se ha adoptado una recirculación del aire interno controlada por un ventilador, y el aire se calienta por medio de resistencias eléctricas. Todos los componentes se disponen en el núcleo del rotor. Particularmente, se proporcionan dos tubos que canalizan el aire calentado hacia la sección delantera o de ataque del álabe, mientras que un tubo es apto para extraerlo de la sección posterior del álabe a fin de permitir la recirculación interna del aire.

Dicha solución presenta la característica de tener pequeños orificios de salida en el extremo lejano del álabe, a fin de evitar una acumulación de agua condensada donde la corriente es más fría al estar más distante del generador de calor. El extremo lejano del álabe es efectivamente el punto en el que la formación de hielo es más probable. A fin de aportar tanto calor como sea posible a dicho extremo, en el interior del álabe podemos proporcionar además, próximo al borde anterior o de ataque, un soporte continuo de material termoconductor, por ejemplo aluminio. Dicha solución contribuye a crear un puente térmico eficiente para el caldeo, ya que el álabe del rotor está fabricado generalmente empleando material compuesto con una conductividad térmica reducida, por ejemplo resina con fibra de vidrio.

Este sistema adolece de los inconvenientes siguientes. El primero es que, con las dimensiones actuales de los álabes, cuyo espesor puede llegar a alcanzar en algunos puntos los 60 mm, resulta necesario aportar mucha energía térmica al aire que circula por el interior del álabe, a fin de caldear eficazmente todo el cuerpo del álabe incluida la superficie externa relevante. La turbina eólica equipada con un sistema de estas características, suponiendo que consigamos aportar y transmitir toda la potencia necesaria para obtener el efecto de anticongelación, presentará un rendimiento muy bajo cuando existan peligros de congelación. A consecuencia de esto, con la intención de calentar la superficie del álabe, tenemos que calentar la totalidad de la masa del álabe, y ello origina que la cantidad de energía eléctrica que se ha de transformar en calor sea realmente importante.

También se sabe que los fabricantes de ventiladores desaconsejan encarecidamente la utilización de ventiladores dentro de elementos giratorios, ya que existe una alta probabilidad de mal funcionamiento y de roturas debido a la acción de las fuerzas de Coriolis en las partes giratorias del ventilador.

En resumen, la solución descrita de circulación aire forzada puede materializarse realmente únicamente cuando el sistema está parado, con todos los límites logísticos resultantes que fácilmente nos podemos imaginar.

Los documentos DE 842 330 y DE 198 02 574 ilustran disposiciones de anticongelación de turbinas eólicas para un sistema de turbina eólica en el que cada álabe de la turbina eólica está provisto de una abertura en su superficie aerodinámica, dispuesta preferentemente en la parte extrema de la envergadura del álabe, en conexión con una corriente de aire circulando hacia el interior de los álabes y calentada al pasar junto a los generadores de corriente alterna y piezas de los motores.

Las aberturas en el perfil aerodinámico del álabe están dispuestas y diseñadas de tal modo que permitan que la corriente de aire calentado dentro del álabe circule continuamente hacia el interior del álabe para efectos centrífugos, intercambiando así calor con las partes interiores del álabe a fin de calentar el álabe.

También es conocido el modelo de la empresa de servicio público alemana modelo número DE 200 14 238 U1. En dicho documento el aire circula dentro del cuerpo del álabe de modo que el aire se calienta mediante el calor residual de los dispositivos eléctricos comprendidos en la góndola de la turbina eólica. Se emplea un sistema de ventilación capaz de funcionar también con el rotor en funcionamiento, ya que el ventilador para la circulación forzada del aire se dispone en la góndola de la disposición. Se proporciona además un sistema de distribución del aire calentado continuamente dentro de cada uno de los álabes.

El ejemplo de forma de realización adolece del inconveniente de que es bastante complicado y difícil de realizar, ya que utiliza fluidos intermedios para la realización del intercambio térmico entre el calor residual de los dispositivos eléctricos y el aire circulante en el interior del álabe.

Adolece además del mismo inconveniente que ya se ha apreciado en la patente alemana previamente citada DE 196 21 485, es decir, que el considerable espesor del álabe, constituido por materiales poco conductores, no garantiza un caldeo eficaz y eficiente de las superficies de los álabes.

Además, el calor proporcionado mediante la circulación forzada de la corriente del fluido dentro de los dispositivos eléctricos ciertamente no resulta suficiente para evitar la formación de hielo en condiciones ambientales particularmente críticas. Para esto siempre tenemos que añadir una cantidad consistente de calor típicamente obtenido por el efecto Joule.

Deben subrayarse ciertamente la pobre conductividad térmica del material que constituye el álabe, lo que perjudica considerablemente al intercambio de calor eficaz entre la corriente del fluido y el cuerpo del álabe. En síntesis, incluso complicando el diseño del álabe con la inserción de partes metálicas térmicamente conductoras, que alcanzarán el extremo lejano del mismo, la disposición parece ser poco efectiva. La eficacia aumenta si se toma de la red eléctrica una gran cantidad de energía eléctrica para calentar los cuerpos de los álabes de las turbinas eólicas, lo que conlleva el inconveniente de tener un rendimiento total bajo del WECS en condiciones de funcionamiento críticas.

Recapitulando, es ciertamente el tipo de transmisión de calor elegido por dichas soluciones patentadas, es decir, la convección interna de calor desde el álabe hasta la superficie externa, lo que parece representar la limitación principal para la eficacia de la descongelación y anticongelación. Dicho tipo de solución conduce de hecho a la utilización de una gran cantidad de potencia térmica para la finalidad pretendida, no pudiendo enviar calor únicamente a las superficies particulares del álabe afectadas por el hielo. Particularmente, el área de la punta del álabe, que es la más afectada por la formación de hielo, es exactamente el área en la que dicha circulación de aire interna llega con la temperatura más baja, habiendo ya entregado el calor a las áreas cercanas a la raíz del álabe.

La presente invención tiene como objetivo la resolución de los inconvenientes mencionados anteriormente del tipo conocido, indicando una disposición considerablemente mejorada de descongelación y anticongelación, que puede utilizarse en sistemas convertidores de energía eólica.

Dentro de este campo, es un objetivo de la presente invención, es realizar una disposición de descongelación y anticongelación simple y fiable que necesite menos trabajo de mantenimiento y que suponga unos costes de realización e implantación reducidos.

Otro objetivo de la presente invención es aumentar de forma decisiva el número de días al año en los que el WECS puede trabajar continuamente en comparación con lo que sucede en los sistemas que emplean las soluciones conocidas. La disposición de descongelación y anticongelación según la presente invención puede evitar además completamente las paradas debidas exclusivamente al peligro de congelación, o la formación real de hielo en los álabes.

Otro objetivo es garantizar una alta eficiencia del WECS e incluso en condiciones de funcionamiento especialmente críticas para la formación de hielo, evitando la necesidad de pararla.

Otro objetivo de la disposición de descongelación y anticongelación según la presente invención es ilustrar las propiedades de anticongelación incluso cuando el rotor está en vacío, es decir, con el generador eléctrico no produciendo potencia eléctrica. Un sistema de estas características puede evitar la utilización de una fuente de energía eléctrica externa, como por ejemplo la potencia eléctrica tomada de la red eléctrica.

Otro objetivo es facilitar el trabajo de mantenimiento de los álabes del rotor individuales, particularmente la limpieza de las superficies. En efecto, un problema asociado al funcionamiento de la turbina eólica lo constituyen los sedimentos de residuos orgánicos e inorgánicos en la corriente del fluido que impacta con el álabe, que se acumulan particularmente en las áreas correspondientes al borde del perfil del álabe, modificando las características dinámicas del fluido del mismo.

Otro objetivo es reducir el nivel de emisiones acústicas debidas a la rotación de los álabes de la turbina eólica.

Otro objetivo es evitar o reducir la deposición y la acumulación de dichos sedimentos sólidos sobre los álabes.

Para alcanzar dichos objetivos, el objetivo de la presente invención es un WECS que comprende una disposición de descongelación y anticongelación y un procedimiento para prevenir y eliminar la formación de hielo sobre los álabes del rotor de las turbinas eólicas en un WECS, que presenta las características de las reivindicaciones adjuntas.

Otros objetivos, características y ventajas de la presente invención se pondrán más claramente de manifiesto a partir de la siguiente descripción detallada y de los dibujos adjuntos, que se proporcionan únicamente a título de ejemplos explicativos y no limitativos, en los que:

- la figura 1 representa una vista lateral esquemática y parcialmente en sección de una turbina eólica en un WECS según la presente invención;

- la figura 2 ilustra una vista en perspectiva de una parte del sistema de la figura 1 particularmente una parte de un álabe de la turbina eólica;

- la figura 3 ilustra una sección bidimensional del detalle de la figura 2;

- la figura 4 representa vistas en sección de posibles formas de realización de una parte del detalle de la figura 2;

- la figura 5 ilustra esquemáticamente un procedimiento para realizar el detalle de la figura 2;

- la figura 6 ilustra además el detalle de la figura 4;

- la figura 7 y la figura 12 ilustran una vista lateral y parcialmente en sección y una vista esquemática, respectivamente de un segundo detalle de la turbina eólica de la figura 1 y una variante del mismo;

- la figura 8 explica la misma vista de la figura 1 comprendiendo detalles de funcionamiento del comportamiento de los flujos de aire del WECS;

- la figura 9 ilustra una vista esquemática del comportamiento de los flujos de aire relevantes de una variante del WECS completo según la presente invención;

- las figuras 10 y 14 ilustran respectivamente una segunda y una tercera variante de una posible configuración del WECS según la presente invención, en una vista esquemática parcialmente en sección;

- la figura 11 ilustra una vista frontal de unas pocas formas de realización posibles de un detalle del WECS de la figura 10;

- la figura 13 ilustra una vista en planta superior de una parte del detalle del WECS de la figura 12.

En la figura 1 se ilustra esquemáticamente un WECS para generar energía eléctrica indicado en su globalidad con la referencia numérica 1, que recibe el impacto de una corriente de fluido o del viento, cuya flecha se indica mediante la letra V. El sistema comprende elementos estructurales conocidos como un rotor, indicado en su globalidad con la referencia numérica 2, una góndola 3 y una torre 4. La torre 4 está colocada en el suelo o en la parte inferior donde se designa la instalación del sistema 1. La góndola 3, dispuesta en la torre 4, se orienta dependiendo de las características del viento mediante los dispositivos y disposiciones conocidos, los cuales no se representan en aras de una mayor simplicidad.

El rotor 2 se caracteriza porque presenta en su centro un núcleo 2F, apto para insertarse a un eje giratorio 7 de una turbina eólica del WECS 1. Dicho núcleo 2F lleva adaptadores o "prolongadores" 2E conectados a su estructura. Dichos adaptadores 2E están diseñados para el atornillado dentro de los mismos, de cada uno de los álabes 5 del rotor 2, y pueden verse en las figuras 7 y 12. El rotor 2 del ejemplo ilustrado tiene tres álabes 5, que son sustancialmente idénticos entre si. Asociado a dicho rotor 2, en la parte frontal de la góndola 3, existe un arenado o cubo perfilado 6 adecuado para ejecutar tanto funciones aerodinámicas como estructurales. Dentro de la góndola 3, y más exactamente en una cápsula 11, cuyas características se describirán mejor a continuación, están comprendidos todos los componentes aptos para transformar el movimiento giratorio del rotor 2 en potencia eléctrica, particularmente corriente eléctrica para suministrar a una red eléctrica conectada al WECS 1.

En dicho ejemplo explicativo y no limitativo de la presente invención, se puede observar, representado esquemáticamente en la figura 1 e insertado de una manera conocida a un eje 7, desde la parte exterior a la parte interior respectivamente, el rotor 2 y la parte giratoria R de un motor eléctrico síncrono 9. Dicho eje 7 puede girar con respecto a un soporte fijo 8 de la góndola 3 de la turbina eólica del WECS 1. Sobre dicho soporte 8 se fija a su vez la parte estática S del motor eléctrico 9 que está enfrentada a la parte giratoria R de un modo conocido para permitir la producción de corriente eléctrica cuando la parte giratoria R está en movimiento y el motor eléctrico síncrono 9 lleva corriente. La corriente generada se envía a un circuito intermedio eléctrico u ondulador IN y luego se envía a la red eléctrica con la frecuencia adecuada y la tensión designada.

Dentro de la góndola 3 existe otra unidad eléctrica 10 conectada eléctricamente al ondulador IN y/o a la red eléctrica que comprende los sistemas de potencia auxiliares aptos para alimentar a todos los dispositivos electromecánicos necesarios para el funcionamiento de las partes del WECS 1. Dichas partes son, por ejemplo, el pequeño motor eléctrico que controla el sistema de subdistribución de la góndola, es decir, la inclinación o "pitch" de los álabes 5 del rotor 2 dependiendo de las características del viento, un anemómetro para medir la velocidad y la dirección del viento, un ordenador para controlar el funcionamiento de dichos dispositivos y muchos otras disposiciones eléctricas conocidas no representadas en aras de una mayor simplicidad.

La cápsula 11, fijada a la góndola 3, está sustancialmente cerrada y constituida por un material con características de baja conducción térmica, por ejemplo un material compuesto de un tipo de resina de fibra de vidrio. De este modo se identifica un volumen de acumulación para el aire que circula dentro de la turbina eólica del WECS 1. El aire, aislado térmicamente del medio ambiente externo, se calienta al entrar en contacto con las partes calentadas de los dispositivos eléctricos 9, 10, IN presentes dentro de la cápsula 11.

La misma cápsula 11 presenta en la parte posterior una o más aberturas 11A, con conexión de fluido a la parte exterior para la entrada de aire al interior de la cápsula 11 a través de una o más aberturas 3A dispuestas en la parte posterior de góndola 3. En la parte frontal existe una o más ventanas de paso 11L obtenidas en una pared frontal 11P que permiten que el aire aspirado a través de la aberturas 11A de la cápsula 11 pase desde el volumen de acumulación hasta el núcleo 2F del rotor 2.

En la figura 1 se representa además la parte de la punta 5E del álabe 5, que presenta sobre su superficie 5S algunas aberturas u orificios 12 en comunicación con el interior del álabe 5. Dicho álabe 5 en particular puede verse en detalle en las figuras 2 y 3 donde se ilustran respectivamente una vista en perspectiva de la parte de la punta 5E, impactada por el viento V y una sección transversal genérica 5P o perfil del álabe 5.

Dichos orificios o aberturas 12 pueden presentar una sección circular, elíptica o cualquier otra sección. Dichos orificios 12 pueden presentar también una forma igual o diferente dependiendo de la superficie 5S sobre la que se disponen, seleccionándose sus características en función de estudios específicos e investigaciones numéricas y experimentales.

La figura 2 ilustra la parte de la punta 5E del álabe 5, presentando la superficie 5S del mismo una primera serie de aberturas u orificios 12 próxima a su borde anterior o de ataque, y una segunda serie de orificios 12T próxima al borde posterior. Dichos bordes están referidos a cada uno de los perfiles del álabe 5 en relación con las secciones transversales 5P a lo largo del progreso longitudinal del álabe 5. Con F se identifican las flechas que ilustran el flujo de aire a través de las aberturas u orificios 12 de dicha superficie 5S.

La parte de la punta 5E está dividida internamente mediante dos tabiques 13A y 13B que se ilustran claramente en la figura 3 identificando sustancialmente tres volúmenes: un primer volumen 14 correspondiente a la primera serie 12L de orificios 12, un segundo volumen 15 correspondiente a la segunda serie 12T de orificios 12 y finalmente un tercer volumen 16, que está comprendido entre los otros dos, encontrándose en la parte central de los perfiles. Dentro del tercer volumen 16 se disponen dos viguetas 17A y 17B que tienen una función de soporte, que se encuentran asociadas a la superficie 5S del álabe 5 según la técnica conocida. La superficie 5S de cada álabe 5 está constituida por dos semiconchas 5U y 5L, respectivamente, la superior y la inferior, realizadas generalmente con material compuesto como resina de fibra de
vidrio.

En la figura 4 se indican tres diferentes arquitecturas de orificios 12 posibles presentes en la superficie 5S del álabe 5, a saber:

1): Un primer tipo representado en la vista 4a, en el que el orificio 12 presenta una sección constante para la circulación del aire desde la superficie interior 5Si hasta la superficie exterior 5Se del álabe 5;

2): Un segundo tipo ilustrado en la vista 4b, en el que el orificio 12 es divergente y presenta un eje sustancialmente ortogonal con respecto a la dirección de la corriente V fuera del álabe 5, como en el caso 1;

3): Un tercer tipo representado en la vista 4c, que presenta en cambio un orificio 12 con paredes sustancialmente paralelas y eje inclinado, formando un ángulo agudo determinado con respecto al eje ortogonal a la superficie exterior, con una orientación tal que el aire que fluye hacia afuera presenta una dirección que sigue a la dirección V de la corriente externa.

En las figuras 2 y 3 se ilustra también el comportamiento de los flujos de aire que circulan en el álabe cuando funciona la disposición de descongelación y anticongelación según la presente invención. Dicho comportamiento se explicará mejor a continuación. Existe un flujo de aire que afecta al primer volumen 14 indicado en la figura 2 con la flecha F1, y un flujo de aire en el segundo volumen 15 indicado con la flecha F2. Ambos flujos de aire F1 y F2 se mueven desde la raíz hacia la punta de cada álabe 5. Con F se indica la circulación del flujo de líquido dentro de la turbina eólica dentro del WECS 1, que justo al llegar a la superficie 5S sale de los orificios 12 formando una película de fluido, tal como se especificará mejor a continuación.

En la figura 3 se indica con F el aire en el interior del álabe 5 que sale de los orificios 12, mezclándose con la corriente de fluido exterior V.

Las figuras 5 y 6 ilustran la fabricación particular de las dos semiconchas 5U y 5L que forman la concha exterior, es decir, la superficie exterior 5S de cada álabe 5. Particularmente, dichas semiconchas 5U y 5L se realizan superponiendo mediante solape un cierto número de hojas de fibra compuesta 18 en las que dentro ya se encuentran realizados los orificios o aberturas 12. De este modo se subsana el problema del debilitamiento de la fibra compuesta debido a un taladrado mecánico realizado con el fin de obtener los orificios 12. Dichas hojas 18 se unen entonces mediante encolado u otros procedimientos conocidos de realización de dichas semiconchas 5U y 5L que se encuentran entonces listas para ensamblarse entre sí y a la estructura del álabe 5 de soporte mediante procedimientos técnicos conocidos, que aquí no se citan en aras de una mayor simplicidad.

La figura 6 ilustra, en las vistas 6a a 6c, la disposición y conformación de las hojas 18 en la proximidad en cada uno de los orificios 12. Deben destacarse las hojas 18 que presentan bordes 12b, aptos para individualizar el paso para constituir cada orificio 12, ya fabricados de modo que estén alineados con cada eje de los orificios 12 presente en la superficie 5S del álabe 5. Las vistas 6a, 6b, 6c corresponden a las vistas 4a, 4b, 4c de los tipos de los orificios 12 a los que se ha aludido anteriormente.

La figura 7 ilustra el detalle del núcleo 2F del rotor 2, en la ubicación donde el álabe 5 se inserta en el núcleo 2F, en una vista ensamblada parcialmente en sección según un plano cortado que pasa a través del plano central del álabe 5. Se representa también el detalle del prolongador 2E, que presenta sustancialmente una forma cilíndrica, y que tiene en la cara lateral una boca 19 encarada hacia la cápsula 11 de la góndola 3. El núcleo 2F está realizado de modo que presenta un anillo circular en correspondencia con la cápsula 11 ventana 11L, estando interrumpido dicho anillo mediante bocas 19 en correspondencia con cada uno de los álabes 5 del rotor 2. Entre la boca 19, que permite el flujo de fluido a través de la ventana 11L hacia la cápsula 11, y la parte interior del prolongador 2E se proporcionan los elementos de soportes conocidos 20, que aquí no se detallan en aras de una mayor simplicidad. Dichos elementos de soporte 20 son adecuados para permitir el flujo de aire desde la cápsula 11 a la boca 19 y a continuación dentro del prolongador 2E sin ninguna fuga externa incluso aunque el rotor 2 se encuentre en movimiento, es decir, cuando la turbina eólica del WECS 1 está trabajando. La raíz 5R del álabe 5 encaja en una de las bases de dicho cilindro formando el prolongador 2E.

En la vista en sección de la figura 7, con la referencia numérica 21 se indica el conjunto de los paneles internos adecuados para desviar el flujo de aire interior procedente de la cápsula 11 y el núcleo 2F. Particularmente, dentro del álabe 5 existe un primer panel 21A apto para definir dicho primer volumen 14 dentro de dicho álabe 5 que está conectado de un modo conocido al primer tabique 13A de la parte de la punta 5E del álabe 5. Del mismo modo, un segundo panel 21B está unido al segundo tabique 13B para definir el segundo volumen 15 dentro del álabe 5.

Un tercer panel 21C, unido a los paneles 21A y 21B precedentes, está presente en el prolongador 2E formando así, una vez ensamblado al álabe 5 al prolongador 2E, únicamente un panel interior 21 para apantallar la circulación del flujo del aire dentro de los dos volúmenes 14 y 15.

La figura 8 ilustra la circulación F del flujo de aire en la turbina eólica del WECS 1, que constituye el medio para realizar el efecto de descongelación y anticongelación según la presente invención con modalidades según se explica a continuación.

El recorrido de flujo de aire que circula en la turbina eólica del WECS 1 con el rotor 2 en funcionamiento, se describe a continuación.

El flujo de aire F fluye entrando desde la abertura 3A de la góndola 3 y pasando a través de la abertura 11A de la cápsula 11, llega al volumen de acumulación constituido por el espacio interno de la cápsula 11. Allí pasa bordeando la unidad eléctrica 10, el ondulador IN y, atravesando los orificios de la parte S estática, la parte giratoria R del motor eléctrico 9. Desde allí, atravesando la ventana 11L, el flujo F alcanza el núcleo 2F del rotor 2 y luego la parte interior del álabe 5, es decir, el primer y el segundo volumen 14 y 15. Dentro del núcleo 2F, el flujo 2F se desvía debido a la presencia de los paneles 21 (véase figura 7), yendo al interior de la parte de la punta 5E de cada álabe 5, con los tabiques 13A y 13B identificados claramente en las figuras 2 y 3. De este modo, dentro de cada uno de los álabes 5 se generan dos flujos de aire separados F1 y F2 que van respectivamente desde la raíz hasta la punta del álabe 5, uno al primer volumen 14 y el otro al segundo volumen 15, hasta que salen a través de la primera serie 12L y la segunda serie 12T de orificios 12 presentes en la superficie 5S de cada uno de los álabes 5.

Dicho comportamiento del flujo de aire F está causado sustancialmente por las diferencias de presión globales generadas por los flujos interno y externo, considerando el movimiento de giro del rotor 2 y los efectos cinéticos relevantes conforme a las modalidades conocidas.

Tomando como referencia las figuras 2, 3 y 4, el flujo de aire F que sale de los orificios o aberturas 12 interactúa con el viento V que impacta contra el álabe 5 y crea una capa o película de aire sobre la superficie 5E exterior del álabe 5 que está afectada por los orificios 12, es decir "corriente abajo" de ellas. Dicha película de aire, debido a los efectos térmicos y dinámicos conocidos, desvía la corriente del fluido del viento V del impacto directo con la superficie 5S del álabe 5 exterior, calentando así la corriente e impidiendo que las partículas de humedad del viento V se condensen y generen hielo.

En este flujo de salido desde los orificios 12 impide el impacto directo del viento V con la superficie 5S no únicamente de las partículas de humedad, sino de cualquier cuerpo que tenga una masa relativamente pequeña en comparación con la masa del flujo de salida de aire. Por ejemplo, los pequeños insectos que en gran cantidad se acumulan sobre los álabes del rotor de la turbina eólica y que obligan a la parada periódica del sistema para retirarlos, se desvían.

Los orificios o aberturas 12 se realizan en la proximidad del borde anterior o de ataque y del borde posterior de cada perfil 5P del álabe 5, ya que éstos son los puntos en los que la temperatura del álabe es más baja y la presión de la corriente del viento V que aplica a la superficie 5S es la más alta, y por consiguiente es donde existe el mayor riesgo de acumulación de partículas de hielo. Dicha disposición específica de los orificios 12 se realiza en este ejemplo, pero una disposición diferente podría realizarse ventajosamente en la totalidad del perfil, canalizando por ejemplo el aire también dentro del tercer volumen 16 (véase figura 3).

Para poder evitar más eficazmente el peligro de formación de hielo resulta conveniente crear una película de aire fluido F que salga de los orificios 12 fluyendo uniformemente, no únicamente a lo largo del perfil 5P completo, sino también a lo largo de toda la superficie exterior 5S de cada álabe 5 afectado por los orificios 12. Para esto, el aire deberá presentar el contenido adecuado de entalpía, y los orificios y los conductos deben estar dimensionados para proporcionarle a la salida de aire F los valores adecuados de masa, presión, dirección, ángulo e intensidad con referencia a la velocidad de salida desde los orificios 12. Para este fin los orificios 12 se pueden dimensionar adecuadamente y en la figura 4 se ilustran algunos ejemplos.

Como es conocido, el orificio 12 de la vista 4a permite una salida del fluido F perpendicular al viento V, el orificio de la vista 4b permite una recuperación de presión y por consiguiente una disminución de la velocidad de salida, mientras que el de la vista 4c puede contribuir a energizar la corriente del fluido del viento V que impacta con cada perfil P. Dicho proceso de energización, que se conoce a partir de la bibliografía aeronáutica, puede mejorar las prestaciones aerodinámicas globales del álabe 5 y por consiguiente la eficiencia aerodinámica, mejorando así las prestaciones globales del WECS 1, es decir, obtener una mayor potencia en los cojinetes principales de la turbina eólica. Con el contenido adecuado de entalpía del aire que circula dentro del WECS 1, el flujo de salido del aire F puede alcanzar una dirección tal que presente un ángulo determinado con respecto a la dirección de la corriente del fluido del viento V que impacta contra la superficie 5S de cada uno de los álabes 5.

En resumen, la presente invención comprende una disposición para descongelación y anticongelación implantada en un WECS que aprovecha los efectos termodinámicos del fluido del aire de salida en por lo menos una parte del álabe del rotor de la turbina eólica, que a su vez presenta un contenido de entalpía ciertamente superior al del viento que mueve la turbina eólica. Además, dicho sistema, para aumentar el contenido de entalpía del aire que sale, aprovecha el mismo calor procedente de los dispositivos eléctricos que existe en el generador, que necesariamente se disipa durante su funcionamiento.

El comportamiento del fluido F en el WECS 1 descrito puede presentar dos condiciones de funcionamiento claramente diferentes, que son:

1): Con el rotor R conectado, y por consiguiente con generación de potencia eléctrica y disipación de calor procedente de todos los dispositivos eléctricos que existen en la cápsula 11 del WECS;

2): Con el rotor R del motor eléctrico 9 en vacío, por consiguiente sin generación de potencia eléctrica y disipación de calor.

En la condición 1) el aire tomado del ambiente circundante en el WECS con presión sustancialmente igual a la presión ambiental, se calienta en el volumen de acumulación entrando en contacto con los dispositivos eléctricos 9, 10, IN presentes en la cápsula 11 antes de salir de dicho volumen, es decir, de la cápsula 11. Además el aire pierde humedad y se condensa entrando en contacto con las paredes de todos los elementos del WECS 1. Por consiguiente, de los orificios 12 sale un flujo de aire F con una temperatura superior y una presión superior en comparación con la corriente del fluido del viento V que impacta sobre la superficie del álabe 5S y con un grado de humedad considerablemente inferior.

La condición 2) difiere de la condición 1) por la falta de un intercambio térmico significativo entre el flujo de aire F y los dispositivos eléctricos 9, 10, IN, mientras que el resto de los fenómenos descritos y también el efecto anticongelación son los mismos.

Se ha de señalar el hecho de que el flujo de aire F que sale de los orificios 12 interacciona termodinámicamente no únicamente con la corriente del fluido del viento (V) que impacta con la superficie exterior 5S que lleva la aberturas 12, sino con cualquier otro fluido o sólido que pueda estar presente en la superficie exterior 5S del álabe 5 tales como agua o hielo. La turbina eólica del WECS 1 podría estar en funcionamiento con una fuerte lluvia, o con algo de hielo que se hubiera formado previamente.

Otro punto importante que se ha de destacar es el carácter pulsatorio del flujo de aire F en la disposición de descongelación y anticongelación, por lo menos en el paso entre el volumen de acumulación, es decir, la cápsula 11 y el núcleo 2F, y desde allí hasta el interior de la raíz 5R del álabe 5.

El flujo de aire F de hecho no pasa con continuidad por la ventana 11L de la cápsula 11 y la boca 19 del núcleo 2F, debido a que las bocas se disponen únicamente en correspondencia con cada uno de los álabes 5. Por consiguiente, el fluido F se aspira dentro de cada álabe 5 cada vez que la boca 19 relevante se conecta a la ventana 11L. Así se alimenta a cada álabe intermitentemente cada vuelta y durante una determinada excursión angular del rotor 2. Dicha intermitencia es variable conformando la pared frontal 11P de la cápsula con varias ventanas 11L dispuestas en una circunferencia, a una altura correspondiente a una de las bocas 19 del núcleo 2F. En el mejor de los casos, dichas ventanas 11L podrían conformar un anillo circular sustancialmente continuo.

La intermitencia garantiza que el flujo de aire F permanece durante un periodo de tiempo más largo en el volumen de acumulación, y por tanto, con la posibilidad de adquirir un mayor contenido de entalpía a la entrada de la raíz 5R de cada álabe 5.

Gracias a la descripción detallada anterior así como también al funcionamiento del ejemplo representativo pero no limitativo de la presente invención, se ponen de manifiesto más claramente las siguientes ventajas de la disposición de descongelación y anticongelación.

La disposición de descongelación y anticongelación es de realización simple y fiable, no precisa de ningún sistema de control una vez que sus diversos componentes se hayan dimensionado adecuadamente. Por consiguiente presenta unos costes de realización e implantación reducidos en comparación con los sistemas conocidos, los cuales, sin embargo, son menos eficaces.

Además, su funcionamiento es intrínsecamente seguro, debido a su simplicidad y a la ausencia de sistemas de gestión y control, lo que conduce a que los riesgos de un mal funcionamiento sean muy pequeños.

Otra ventaja es que asegura una alta eficiencia del WECS, y que evita paradas incluso en condiciones de funcionamiento que resultan particularmente críticas para la formación de hielo. En resumen, el número de días al año en los que el WECS puede funcionar continuamente se ve aumentado considerablemente en comparación con lo que sucede con los sistemas que utilizan las soluciones conocidas.

Dicha eficacia de la disposición de descongelación y anticongelación se debe a los efectos térmico y fluidodinámico generados por el fluido que sale de los orificios. El efecto térmico se debe esencialmente a la formación de una capa térmica límite con una entalpía aumentada donde las gotas absorben calor para una evaporación parcial o total evitando así la formación de hielo sobre la superficie del álabe. El efecto fluidodinámico comprende la desviación que la película de aire induce en las gotas de agua y en las partículas impactantes de diversa naturaleza (por ejemplo insectos, arena, etc.).

Este efecto es máximo para una cierta velocidad y tamaño del grano.

Otra ventaja de la disposición de anticongelación y descongelación es ser eficaz incluso si el rotor está en la condición de vacío, o cuando el generador no genera potencia eléctrica. El sistema, en efecto, no precisa de potencia eléctrica para funcionar correctamente, y por consiguiente no precisa absorber corriente de la red eléctrica, a diferencia de algunas soluciones conocidas.

Otra ventaja es que reduce tanto el número como la duración de las paradas del sistema, debidas a la necesidad de retirar los residuos sólidos de los álabes del rotor.

Además, dicho sistema no altera la resistencia estructural de los álabes, y la garantía del fabricante para los álabes del rotor mantiene su validez.

Otra ventaja se refiere a la reducción del ruido producido por los álabes al girar, gracias a la favorable interacción entre la corriente del fluido que sale de los orificios del álabe del rotor y la corriente principal que lo impacta.

Otra ventaja es que aprovecha sustancialmente todo el calor disipado por los dispositivos eléctricos que existe en el WECS para aumentar el contenido de entalpía del fluido circulante produciendo el efecto de descongelación y anticongelación. En otras palabras, cuando el rotor está en vacío, casi toda la potencia no recogida por los cojinetes principales de la turbina eólica del WECS y por la red eléctrica se recupera para fines de descongelación y anticongelación.

Queda claro que algunas variantes de la disposición de anticongelación y descongelación para un WECS según la presente invención son posibles para un experto en la materia, sin salirse de los principios novedosos de la idea inventiva; también queda claro que en la implantación práctica la forma de los detalles descritos puede ser diferente, y los detalles podrían sustituirse por elementos técnicamente equivalentes.

La figura 9 ilustra una vista esquemática de una variante del WECS en su globalidad en una forma de realización imposible, indicada mediante la referencia numérica 1'. Dicha variante, en comparación con el sistema de la figura 8, presenta una configuración de sus partes ligeramente diferente, apta para establecer un flujo de aire interno F' con un curso ligeramente modificado representado en la misma figura.

Particularmente, dicho WECS 1' es del tipo que lleva un transformador eléctrico TR dentro de la torre transportadora 4', es decir, en correspondencia con el suelo para no presentar otras masas considerables suspendidas. En la proximidad del transformador TR existen en la base de la torre 4' tomas de aire para la entrada del flujo de aire circulante F' al interior del WECS 1', de modo que el flujo de aire de la entrada bordea dicho transformador TR. Dichas entradas de aire son las únicas que existen en el sistema completo 1', ya que la cápsula 11' en esta variante de forma de realización está cerrada por la parte posterior. En cambio, dicha cápsula 11', que aún constituye un volumen de acumulación para el flujo de aire F', presenta aberturas que conectan el fluido que conecta con la torre 4', para el paso del fluido F desde la torre 4' al interior de la cápsula 11'.

Por consiguiente, el flujo de aire F' se aspira hacia el interior de la base de la torre 4', bordea el transformador TR y se canaliza subiendo por la torre 4', hasta que entra en el volumen de acumulación, es decir, la cápsula 11'. El recorrido restante es totalmente análogo al del sistema de la figura 1.

En la variante de la figura 9 el flujo de aire F, que circula en el interior del WECS y que sale por los orificios de los álabes del rotor adquiere además calor al entrar en contacto con el transformador TR.

Ventajosamente, dicho transformador puede estar provisto de aletas de refrigeración aptas para permitir el paso del calor al flujo de aire, así como también todos los dispositivos de potencia eléctricos que existen en la góndola del sistema. Debe señalarse que hoy día los sistemas se diseñan con torres que llegan a alcanzar incluso alturas superiores a 100 m. Como consecuencia de ello, el recorrido adicional que el flujo de aire F' debe cubrir favorecerá la condensación de la humedad también a través del contacto de las paredes internas de la torre, o posibles serpentinas y recorridos guiados que puede haber dentro de ella.

La variante descrita permite ventajosamente aumentar el contenido de entalpía del flujo de aire F destinado a materializar el efecto termodinámico del fluido en los álabes de las turbinas eólicas del WECS, reduciendo al mismo tiempo su grado de humedad. De este modo se mejora la eficacia de la disposición de descongelación y anticongelación según la invención, ya que es capaz de soportar condiciones ambientales incluso más críticas en lo que se refiere en la posibilidad de formación de hielo sobre los álabes del rotor.

En la figura 10 se representa otra posible variante de la disposición de anticongelación o descongelación, así como del WECS comprendiendo el sistema, designado en su globalidad con la referencia numérica 1'', en una vista esquemática, en la que se indica además el flujo de aire de F'' que constituye el medio principal para implantar dicho sistema.

Esta variante difiere del sistema de la figura 1 en el área antes de la cápsula 11, entre la cápsula y el núcleo del rotor 2F del sistema 1''. En dicho área existe instalado sobre el eje 7 un disco de distribución móvil 22, encarado hacia la parte frontal 11P de la cápsula 11. En la figura 11 se presentan ejemplos de como conformar dicho disco de distribución 22 para obtener una distribución, y así una diferente intermitencia del fluido F'' dentro de la raíz 5R de cada uno de los álabes 5 del rotor 2.

Dicho disco de distribución 22 puede representarse, insertado entre un orificio de chaveta 22C (véase figura 11) en el disco 22, y el eje 7 del sistema 1'' al que se encuentra fijado, presenta medios para cambiar la velocidad angular. Dichos medios, conocidos específicamente como mecanismos de reducción/multiplicación y/o motores pequeños no se representan en aras de una mayor simplicidad y presentan la finalidad de variar la velocidad angular de dicho disco 22 con respecto al eje 7 al que está fijado.

En la vista 11a de la figura 11 se representa la versión del disco de distribución 22 que presenta únicamente un orificio 22D, con un tamaño que se corresponde sustancialmente con el de la boca 19 del núcleo 2F del rotor 2 al que se encuentra enfrentado. En la vista 11b se representa otro disco de distribución 22' con tres orificios, presentando cada orificio 22D las mismas características que el orificio individual 22D del disco 22. En la vista 11c se representa un disco de distribución 22'' que presenta unas aberturas idénticas 22S que tienen forma de sectores circulares, distribuidas asimétricamente con respecto al centro del disco.

Entre el disco de distribución 22 y la pared frontal 11P así como entre el disco 22 y la boca 19, se encuentran insertados medios de soporte conocidos no representados en detalle en aras de una mayor simplicidad.

Las diferentes conformaciones del disco de distribución 22, 22', 22'' permiten ventajosamente, junto con dichos medios para cambiar la velocidad angular, obtener diferentes posibilidades de intermitencia con las que el flujo de aire F'' entra en los álabes 5 de los WECS.

De este modo resulta posible obtener ventajosamente una intermitencia particular que pueda requerirse posiblemente por ensayos experimentales, una vez verificado que tales valores de intermitencia del flujo mejoran la eficacia de la disposición de descongelación y anticongelación del WECS en determinadas condiciones ambientales y de funcionamiento.

Los discos de distribución 22, 22', 22'' de la figura 11 pueden utilizarse además en otra variante del WECS según la presente invención. Ellos, junto con dichos medios destinados a variar la velocidad angular, pueden insertarse directamente entro de la pared frontal 11P de la cápsula 11 del WECS 1'' reemplazando la partición fija presente en la configuración de la figura 10. En este caso existen medios de soporte radial conocidos entre el lado exterior de los discos 22, 22', 22'' y el lado interior de la pared frontal 11P de la cápsula 11 a fin de mantener el necesario aislamiento del volumen de acumulación del flujo de aire circulante F''.

Ventajosamente dicha variante ofrece una complejidad constructiva menor en comparación con la variante de la figura 10, permitiendo al mismo tiempo una gran variabilidad de intermitencia para el flujo de aire circulante F''.

La figura 12 ilustra otra variante de la disposición de descongelación y anticongelación del WECS según la invención. En particular ilustra una vista en perspectiva esquemática del conjunto del álabe 5 y del prolongador 2E' en la que el paso del flujo de aire F se encuentra en el núcleo del rotor, no representado en aras de una mayor simplicidad. El prolongador 2E', a diferencia del prolongador 2E de la figura 1, comprende un simple cilindro de una pieza con función de conexión entre el núcleo 2F y cada uno de los álabes 5 tiene de hecho una forma sustancialmente cilíndrica, pero presenta particularidades. En efecto, dentro del prolongador 2E' existe un segundo disco de distribución 23, dispuesto contra la raíz 5R del álabe 5, ensamblado en el prolongador 2E'. Dicho segundo disco 23 está acoplado al prolongador 2E' que se puede mover en sentido angular con la ayuda de dispositivos conocidos presentes en el prolongador 2E' que no se representan en aras de una mayor simplicidad. Gracias a esto, el segundo disco de distribución 23 es sustancialmente apto únicamente para girar sobre un eje que coincida sustancialmente con las directrices del cilindro que compone su superficie
lateral.

Deben observarse, dentro de la raíz 5R del álabe 5, las vistas parciales del primer tabique 13A y del segundo tabique 13B que delimitan respectivamente el primer volumen interno 14 y el segundo volumen interno 15 para los flujos de aire circulantes F1 y F2 en la dirección del extremo del álabe 5E y por consiguiente de los orificios de salida o aberturas 12.

En la figura 13 se representa en una vista en planta superior el segundo disco de distribución 23, en una posible forma de realización. Ilustra las ventanas 24 que presentan la forma de sectores circulares, con dimensiones que se corresponden sustancialmente o son ligeramente menores que las secciones de paso de los volúmenes 14 y 15.

Resulta evidente que dichas secciones de paso vienen definidas por la forma y la disposición física del primer tabique 13A y el segundo tabique 13B relevantes del álabe 5, que identifican una extensión determinada tanto en sentido radial como circunferencial. Tenemos por consiguiente un primer tipo 24A de ventanas 24 que se proporcionan para abrir el paso hacia el primer volumen 14 definido por el primer tabique 13A para el paso del flujo de aire F hacia la superficie 5S del álabe 5 en correspondencia con el borde anterior o de ataque de los perfiles 5P relevantes. Análogamente una segunda serie 24B de ventanas 24 presenta una forma apta para el paso del flujo de aire F al segundo volumen 15 y desde allí a la superficie 5S del álabe 5 en la proximidad del borde posterior de los perfiles 5P relevantes.

En esta forma de realización representativa a título de ejemplo, el segundo disco de distribución 23 está dividido virtualmente en seis sectores angulares idénticos, tres destinados a enfrentar el primer volumen 14 y comprendiendo las dos ventanas 24A de la primera serie y los otros tres destinados a enfrentar el segundo volumen 15 y comprendiendo la ventana individual 24B de la segunda serie. Consecuentemente existen sustancialmente tres posibilidades de funcionamiento para este segundo disco de distribución 23:

1): Las ventanas 24 están dispuestas en correspondencia con los volúmenes 14, 15 dentro del álabe 5 para permitir el paso de los flujos de aire F1, F2 hasta el interior de los volúmenes relevantes 14, 15, tal como se representa en la figura 12;

2): una ventana 24A del primer tipo está dispuesta en correspondencia con el primer volumen 14, para el flujo de aire F1, mientras que el paso hacia el segundo volumen 15 se interrumpe;

3): ninguna ventana está en correspondencia con los volúmenes 14, 15 y por consiguiente no existe aportación de aire a los mismos.

Ventajosamente las solución de la figura 12 y de la figura 13 permite una posibilidad adicional de ajustes para la disposición de descongelación y anticongelación del WECS, particularmente en el control de la distribución del flujo de aire provisto para la salida desde los orificios o aberturas del los álabes del rotor. Por ejemplo, podemos decidir interrumpir el flujo de salida del aire por los agujeros durante un periodo de tiempo determinado con el fin de aumentar el contenido de entalpía de la corriente de salida.

Otra variante del WECS comprendiendo la disposición de descongelación y anticongelación según la invención, es la de proporcionar ventilador y/o medios de compresión dentro de la cápsula 11 de la góndola 3 para efectuar una convección forzada del flujo de aire F diseñada para la salida a través de los orificios o de las aberturas 12 de los álabes del rotor 5.

Ventajosamente esta solución podría permitir el control de otros dos parámetros para aumentar la eficacia de la disposición de descongelación y anticongelación, es decir, la masa y la presión del fluido de aire F como salida.

La figura 14 ilustra una posible implantación de un ventilador y/o elemento de compresión 25 en un WECS 1''' según la presente invención. Particularmente dicho elemento se sujeta al eje giratorio 7, entre la parte giratoria R del motor eléctrico 9 y la parte estática S. El elemento 25 puede ser del tipo con álabes de inclinación variable, para un mejor control del flujo de aire F''' dentro de la cápsula 11, haciendo posible variar dichos parámetros de flujo de aire F'''.

Dicho recorrido de flujo de aire F''' es totalmente análogo al que se representa en la figura 8, con la diferencia de que en éste se puede introducir una aceleración a aumentar la presión según fenómenos termodinámicos relacionados muy conocidos.

Debe subrayarse una variable de dicha variante. Considerando la opción de que esté provisto dentro de la cápsula el uso de un compresor apto para aumentar decididamente la presión del flujo de aire dirigido a los orificios o aberturas de salida, específicamente la segunda serie de orificios (12T en la figura 2) con la misma forma que la vista 4c. Como se conoce a partir de la bibliografía de aeronáutica, el flujo de salida de una cierta masa de aire con una velocidad determinada a través de una cierta forma de orificios en la proximidad del borde posterior de los perfiles, conlleva una mejora de la eficiencia aerodinámica de las características del álabe, permitiendo así que el álabe funcione en la corriente del fluido con un ángulo de incidencia mayor.

En conclusión, dicha solución puede permitir, con la misma potencia instalada, la obtención de la misma cantidad de energía eléctrica durante un año por parte del WECS según la presente invención.

Además, se consigue una reducción de masas dinámicas y estructurales, siendo la misma la cantidad de energía eléctrica producida durante un año, así como también un ahorro de costes de instalación, gestión y mantenimiento, y un impacto ambiental reducido en el territorio en el que se encuentra el sistema.

Otra variante de la disposición de descongelación y anticongelación según la presente invención es la que proporciona, dentro del álabe, canalizaciones de material con poca capacidad de conducción térmica, que conducen el flujo del aire a las áreas del álabe que están provistas selectivamente con los orificios 12 para el flujo de salida.

Ventajosamente dicha variante permitiría que el fluido mantenga prácticamente constante su contenido de entalpía hasta que el aire salga a través de los orificios o aberturas y consecuentemente una mejor eficacia anticongelante.

Por lo que se refiere al problema de la descongelación de los álabes, es decir, la posibilidad de eliminar el hielo que ya se haya formado por diferentes razones, la disposición de descongelación y anticongelación puede ser igualmente eficaz. En efecto, pueden proporcionarse otras variantes del WECS y del sistema contenido según la presente invención. Suministrando calor al aire que existe en el interior de la cápsula de la góndola, por ejemplo mediante termorresistencias que toman suficiente energía eléctrica de la red de distribución eléctrica durante un tiempo suficiente, resulta posible calentar las primeras capas de hielo formadas en correspondencia con los orificios o aberturas, hasta que las masas de hielo se deslizan hacia abajo desde la superficie exterior de los álabes, quedando de este modo sin hielo.

Una variante adicional e interesante comprende disponer, dentro del WECS, un pequeño dispositivo compresor de aire. Disponiendo adecuadamente las toberas de dicho dispositivo dentro del primer y del segundo volumen dentro de cada uno de los álabes del rotor, dirigiendo las toberas hacia los orificios o aberturas cubiertas parcialmente o totalmente por el hielo, podemos emitir impulsos de aire comprimido. Dicha acción conduce a la ruptura frágil de las masas de hielo, que de este modo caerán al suelo, abandonando definitivamente el álabe. Las dos variantes que se acaban de citar pueden instalarse en el mismo WECS.

Ventajosamente, la disposición de descongelación y anticongelación según la presente invención permite además la instalación de sistemas y/o dispositivos aptos para proporcionar el denominado el efecto de descongelación incluso si el rotor está parado. Si bien dicha disposición de descongelación y anticongelación permite el funcionamiento continuado del WECS incluso en condiciones ambientales particularmente críticas, el motivo para la parada puede ser debido por ejemplo a la necesidad de realizar trabajos de mantenimiento temporales en el WECS.

Otra variante de forma de realización del WECS comprende practicar, sobre la superficie del álabe, orificios dedicados a la introducción desde fuera de fluidos para la limpieza cíclica e los álabes, tales como alcohol o medios activos sobre la superficie. Ventajosamente, de este modo el mantenimiento resulta más fácil para limpiar los álabes y restaurarlos a su estado original.

Para proporcionar una entrada de masa de aire superior a la cápsula interior de la góndola, existen otras variables que proporcionan una toma de aire dinámica asociada a la góndola. Dicha toma de aire presenta una forma conveniente de modo que presente una sección de entrada tan perpendicular como sea posible respecto a la dirección del viento, y un paso a través de la cápsula para enviar el viento al interior de la cápsula, y por consiguiente al volumen de acumulación. Para su disposición sobre la góndola, sería mejor disponerlo en la parte posterior de la góndola, y esto por dos motivos.

El primero para no tener una corriente de entrada del fluido particularmente vertical y por consiguiente con una presión más baja que la de la atmósfera circundante. El segundo motivo se debe a la necesidad de que dicha corriente del fluido pueda bordear todos los dispositivos o sistemas de potencia eléctrica presentes en el volumen de acumulación, maximizando así el contenido de entalpía del flujo de aire circulante por la disposición de descongelación y anticongelación.

También para maximizar el intercambio térmico, podemos también dotar al WECS de una cápsula de la turbina eólica cubierta internamente de metal o material térmicamente conductor, y podemos conectar dicho recubrimiento a las aletas de disipación de calor de los dispositivos de potencia eléctrica. Con dicha solución se puede realizar ventajosamente un puente térmico, aumentando adicionalmente el intercambio de calor y así la convección dentro del volumen de acumulación del sistema.

Claims

1. Sistema Convertidor de Energía Eólica (WECS) destinado a la producción de energía eléctrica que comprende una disposición de descongelación y anticongelación, siendo dicho sistema convertidor de energía eléctrica (1; 1'; 1''; 1''') de un tipo que comprende:

una torre (4; 4'), adaptada para soportar y fijar dicho WECS (1; 1'; 1''; 1''') al suelo o a una cimentación,

una góndola (3), dispuesta sobre dicha torre (4; 4') a la cual se asocian los primeros medios (9, IN, 10; TR) para transformar el movimiento giratorio de un rotor (2) para generar energía eléctrica que se ha de introducir una red eléctrica y para la gestión y el funcionamiento de posibles dispositivos eléctricos de dichos sistemas convertidores de energía eléctrica (1); el rotor (2), asociado a dicha góndola (3) de modo que pueda girar con respecto a dicha góndola (3), comprendiendo dicho rotor (2) un número de álabes (5) y siendo susceptibles de girar debido al viento (V) en que impactan dichos álabes (5), comprendiendo internamente dicho sistema convertidor de energía eléctrica (1; 1'; 1''; 1''') unos segundos medios (2E, 19, 21) para el flujo de un fluido (F; F'; F''; F''') dentro de unos volúmenes (14, 15) definidos en el interior de dichos álabes (5) de dicho rotor (2), comprendiendo los álabes (5) del rotor (2), en por lo menos parte de una superficie exterior (5S) de dichos álabes (5), unas aberturas (2) en conexión con el fluido de dichos volúmenes (14, 15),

caracterizado porque, dichas aberturas (12) están adaptadas para crear una capa o película de aire sobre los álabes (5) en el exterior de una superficie de álabe (5E) provista de dichas aberturas (12), mediante interacción termodinámica del fluido con dicho viento (V) que impacta por lo menos dicha superficie del álabe (5E) provista de dichas aberturas (12), y/o con agua y hielo presentes sobre dicha superficie externa (5S) de dicho álabe (5).

2. Sistema Convertidor de Energía Eólica según la reivindicación 1, caracterizado porque dichas aberturas (12) comprenden una primera serie (12L) de orificios, en conexión con el fluido de un primer (14) de dichos volúmenes (14, 15) dentro dichos álabes (5), encontrándose dicha primera serie (12L) de orificios sustancialmente en la proximidad del borde anterior o de ataque de los perfiles (5P) que constituyen cada uno de los álabes (5) de dicho rotor (2).

3. Sistema Convertidor de Energía Eólica según la reivindicación anterior, caracterizado porque dichas aberturas comprenden una segunda serie (12T) de orificios (12) en conexión con el fluido de un segundo (15) de dichos volúmenes (14, 15) dentro de dichos álabes (5), encontrándose dicha segunda serie (12T) de orificios (12) sustancialmente en la proximidad del borde posterior de los perfiles (5P) que constituyen cada uno de los álabes (5) de dicho rotor (2).

4. Sistema Convertidor de Energía Eólica según la reivindicación 2 ó 3, caracterizado porque dichas aberturas (12) en conexión con el fluido de dichos volúmenes (14, 15) dentro de dichos álabes (5) se encuentran preferentemente sobre la parte de la punta de cada uno de los álabes (5) de dicho rotor (2).

5. Sistema Convertidor de Energía Eólica según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque dicha góndola (3) comprende internamente unos terceros medios (11, 11') asociados a dichos primeros medios (9, IN, 10; TR) adaptados para constituir un volumen de acumulación para dicho fluido (F; F'; F''; F''') para facilitar el intercambio térmico entre dicho fluido (F; F'; F''; F''') y las superficies calentadas de dichos primeros medios (9, IN, 10; TR) de dicho Sistema Convertidor de Energía Eólica (1; 1'; 1''; 1''').

6. Sistema Convertidor de Energía Eólica según la reivindicación anterior, caracterizado porque comprende unos cuartos medios (11A, 11L, 3A; 25) para la circulación de dicho fluido (F; F'; F''; F''') dentro de dichos terceros medios (11, 11').

7. Sistema Convertidor de Energía Eólica, según la reivindicación anterior, caracterizado porque comprende unos primeros medios de distribución (22, 22', 22'') asociados a dichos segundos medios (2E, 19, 21) de dicho Sistema Convertidor de Energía Eólica (1, 1', 1'', 1''') para el paso de dicho fluido (F; F'; F''; F''') dentro de dichos volúmenes (14, 15) definidos de dichos álabes (5), y a dichos terceros medios (11, 11') adaptados para constituir dicho volumen de acumulación para dicho fluido (F, F', F'', F''') estando adaptados dichos primeros medios de distribución (22, 22', 22'') por medio de dichas asociaciones para generar un flujo intermitente de dicho fluido (F, F', F'', F''') que va desde dichos terceros medios (11, 11') dentro de dichos segundos medios (2E, 19, 21) a través de dichos cuartos medios (11A, 11L, 3A; 25) de dicho Sistema Convertidor de Energía
Eólica (1).

8. Sistema Convertidor de Energía Eólica según la reivindicación anterior, caracterizado porque dichos primeros medios de distribución (22, 22', 22'') se encuentran entre dichos terceros medios (11, 11') y dichos segundos medios (2E, 19, 21) de dicho Sistema Convertidor de Energía Eólica (1).

9. Sistema Convertidor de Energía Eólica según la reivindicación 7 u 8, caracterizado porque dichos primeros medios de distribución (22, 22', 22'') son de un tipo adaptado para variar el valor de la intermitencia de dicho flujo intermitente de dicho fluido (F; F'; F''; F''').

10. Sistema Convertidor de Energía Eólica según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque se proporcionan unos segundos medios de distribución (2E', 23) dicho rotor (2) y están adaptados para controlar selectivamente la entrada de dicho fluido (F; F'; F''; F'''), al interior de dichos volúmenes (14, 15) definidos en el interior de dichos álabes (5).

11. Sistema Convertidor de Energía Eólica según la reivindicación anterior, caracterizado porque dichos segundos medios de distribución (2E', 23) son de un tipo adaptado para permitir selectivamente la entrada de dicho fluido (F; F'; F''; F''') al interior de dichos primeros volúmenes (14) y/o de dicho segundo volumen (15) o a ninguno de dichos volúmenes (14, 15) de dicho Sistema Convertidor de Energía Eólica (1).

12. Sistema Convertidor de Energía Eólica según la reivindicación 5, caracterizado porque dichos terceros medios (11, 11') comprenden una cápsula (11, 11') asociada de manera que puede moverse a dicha góndola (3).

13. Sistema Convertidor de Energía Eólica según la reivindicación anterior, caracterizado porque dicha cápsula (11, 11') está realizada, en su envoltura externa, sustancialmente de material con una baja conductividad térmica.

14. Sistema Convertidor de Energía Eólica según las reivindicaciones 12 ó 13, caracterizado porque dicha cápsula (11, 11') está recubierta internamente, por lo menos en parte, con un material conductor térmico en conexión con dichos primeros medios (9, IN, 10; TR) para transformar el movimiento giratorio de un rotor en potencia eléctrica que se ha de enviar a una red eléctrica y para la gestión y el funcionamiento de posibles dispositivos de funcionamiento eléctricos de dicho Sistema Convertidor de Energía Eólica (1), de manera que constituya un puente térmico para el caldeo de dicho fluido (F; F'; F''; F''') que circula dentro de dicha cápsula (11, 11').

15. Sistema Convertidor de Energía Eólica según las reivindicaciones 6 y 12, caracterizado porque dichos cuartos medios para la circulación de dicho fluido (F; F'; F''; F''') dentro de dichos terceros medios (11, 11') comprenden por lo menos una ventana (11L) en la pared frontal (11P) de dicha cápsula (11, 11') y por lo menos una abertura (11A) conformada sobre la parte posterior de dicha cápsula (11, 11') así como una o más aberturas (3A) dispuestas en la parte posterior de dicha góndola (3).

16. Sistema Convertidor de Energía Eólica según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque dicho rotor comprende un núcleo (2F), que puede estar asociado rígidamente, a un eje giratorio (7) de dicho Sistema Convertidor de Energía Eólica (1; 1'; 1''; 1''') estando dicho eje giratorio (7) a su vez conectado rígidamente a dichos primeros medios (9, IN, 10; TR) para transformar el movimiento giratorio de un rotor en potencia eléctrica que se ha de enviar a una red eléctrica, un prolongador (2E, 2E') para cada uno de dichos álabes (5) de dicho rotor (2) conectado rígidamente en un lado de dicho rotor (2F) y al otro lado a una raíz (5EII) de dicho álabe (5).

17. Sistema Convertidor de Energía Eólica según las reivindicaciones 12 y 16, caracterizado porque dichos segundos medios comprenden un prolongador (2E) que presenta por lo menos una boca (19) enfrentada hacia por lo menos una ventana (11L) de dicha cápsula (11), así como unos deflectores (21) para desviar el flujo presente tanto en dicho prolongador (2E) como en dicha raíz (5EII) de dicho álabe (5).

18. Sistema Convertidor de Energía Eólica según las reivindicaciones 8 y 16, caracterizado porque dichos primeros medios de distribución comprenden un disco de distribución (22, 22', 22''), asociado a dicho eje giratorio (7) dispuesto entre dicha pared frontal (11P) de dicha cápsula (11, 11') y dicho rotor (2), presentando particularmente dicho disco de distribución (22, 22', 22'') unos medios de transición (22D, 22S) de modo que por lo menos en una posición angular de dicho disco de distribución (22, 22', 22'') dichos medios de transición (22D, 22S) están en correspondencia con dicha boca (19) de dicho prolongador (2E) para el paso de dicho fluido (F; F'; F''; F''') a través de dicho disco de distribución (22, 22', 22'').

19. Sistema Convertidor de Energía Eólica según las reivindicaciones 8 y 16, caracterizado porque dichos primeros medios de distribución comprenden un disco de distribución (22, 22', 22''), asociado a dicho eje giratorio (7) dispuesto en dicha pared frontal (11P) de dicha cápsula (11, 11') y dicho rotor (2), mostrando particularmente dicho disco distribuidor (22, 22', 22'') unos medios de transición (22D, 22S) de tal modo que en por lo menos en una posición angular de dicho disco de distribución (22, 22', 22'') dichos medios de transición (22D, 22S) están en correspondencia con dicha boca (19) de dicho prolongador (2E) para el paso de dicho fluido (F; F'; F''; F''') a través de dicho disco de distribución (22, 22', 22'').

20. Sistema Convertidor de Energía Eólica según la reivindicación 18 ó 19, caracterizado porque dichos medios de transición de dicho disco de distribución (22, 22', 22'') comprenden por lo menos un orificio (22D) o una abertura (22S).

21. Sistema Convertidor de Energía Eólica según la reivindicación anterior, caracterizado porque dicho por lo menos un orificio (22D) de dicho disco de distribución (22, 22', 22'') presenta una sección sustancialmente comprable con la de dicha boca (19) de dicho prolongador (2E).

22. Sistema Convertidor de Energía Eólica según la reivindicación 18 ó 19, caracterizado porque dichos medios de transición de dicho disco de distribución comprenden unas aberturas (22S) con una forma de sector circular distribuidas asimétricamente con respecto al centro de dicho disco de distribución (22, 22', 22'').

23. Sistema Convertidor de Energía Eólica según la reivindicación 18 ó 19, caracterizado porque dicho disco de distribución (22, 22', 22'') está asociado a dicho eje giratorio (7) por medio de seis medios adaptados para generar un movimiento de rotación relativo entre dicho disco de distribución (22, 22', 22'') y dicho eje giratorio (7) de tal modo que varíe la intermitencia de la entrada de dicho fluido (F; F'; F''; F''') en dicha boca (19) de dicho prolongador (2E).

24. Sistema Convertidor de Energía Eólica según las reivindicaciones 11 y 16, caracterizado porque dichos segundos medios de distribución comprenden un segundo disco de distribución (23) asociado de manera que puede moverse en el interior de dicho prolongador (2E) de dicho rotor (2) en la proximidad de una raíz (5R) de dicho álabe (5) de dicho rotor (2).

25. Sistema Convertidor de Energía Eólica según la reivindicación anterior, caracterizado porque dicho segundo disco de distribución está asociado de manera que puede moverse en el interior de dicho prolongador (2E), en el sentido de estar adaptado para girar dentro de dicho prolongador (2E') para regular la entrada de dicho fluido (F; F'; F''; F''') dentro de dichos volúmenes (14, 15) definidos dentro de dichos álabes (5).

26. Sistema Convertidor de Energía Eólica según la reivindicación 24 ó 25, caracterizado porque dicho segundo disco de distribución (23) está enfrentado hacia las secciones de paso de dichos volúmenes (14, 15) definidos en el interior de dichos álabes (5) por deflectores (21A, 21B) que desvían el flujo presente en dicha raíz (5EII) de dichos álabes (5).

27. Sistema Convertidor de Energía Eólica según la reivindicación anterior, caracterizado porque dicho segundo disco de distribución (23) está conformado de modo que presente, en algunos de sus sectores angulares, unas ventanas de paso (24) de una primera serie (24A) que presentan un área sustancialmente comparable a la de dicha sección de paso de dicho primer volumen (14) y unas ventanas de paso de una segunda serie (24B) que presentan un área sustancialmente comparable con la sección de paso de dicho segundo volumen (15).

28. Sistema Convertidor de Energía Eólica según la reivindicación 6, caracterizado porque dichos cuartos medios para la circulación de dicho fluido (F; F'; F''; F''') en el interior de dichos terceros medios (11, 11') comprenden ventilador y/o medios de compresión (25) asociados a dichos terceros medios (11, 11').

29. Sistema Convertidor de Energía Eólica según las reivindicaciones 16 y 28, caracterizado porque dichos medios de ventilador y/o compresor comprenden un ventilador y/o un elemento compresor (25) fijado sobre dicho eje giratorio (7).

30. Sistema Convertidor de Energía Eólica según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque dichos primeros medios de dicho Sistema Convertidor de Energía Eólica (1, 1', 1'', 1''') comprenden un transformador (TR) y/u otros dispositivos eléctricos de potencia o auxiliares dispuestos en la base de dicha torre (4') de dicho Sistema Convertidor de Energía Eólica (1'), y dichos terceros medios comprenden unas aberturas en la base de dicha torre (4') en la proximidad de dicho transformador (TR) y/u otros dispositivos eléctricos de potencia o auxiliares, presentando asimismo dicha torre (4') una conexión de fluido entre su interior y el volumen de acumulación (11') de dicho Sistema Convertidor de Energía Eólica (1, 1', 1'', 1''') para el paso de un fluido (F''') tomado del ambiente exterior hacia el interior de dicho volumen de acumulación (11').

31. Sistema Convertidor de Energía Eólica según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque dicha superficie externa (5S) de dichos álabes (5) está constituida superponiendo múltiples hojas conformadas previamente (18) que comprenden dichos orificios o aberturas (12).

32. Sistema Convertidor de Energía Eólica según la reivindicación anterior, caracterizado porque dicha superficie externa (5S) de dichos álabes (5) está constituida por material compuesto.

33. Sistema Convertidor de Energía Eólica según la reivindicación 31 ó 32, caracterizado porque dicha superficie externa (5S) de dichos álabes (5) comprende una semiconcha superior (5U) y una semiconcha (5L).

34. Sistema Convertidor de Energía Eólica según cualquiera de las reivindicaciones anteriores 2 a 4, caracterizado porque dicha primera serie (12L) de orificios y/o dicha segunda serie de orificios (12T) comprenden unos orificios (12, figura 4) de un primer tipo (4a) y/o de un segundo tipo (4b) y/o de un tercer tipo (4c), caracterizándose dichos tipos por llevar orificios (12):

el primero con sección constante en el paso del aire desde la superficie interior (5Si) hasta la exterior (5Se) de dicha superficie (5S) de dicho álabe (5),

el segundo, divergente y con un eje sustancialmente ortogonal con la dirección de la corriente de dicho viento (V) externo a dicho álabe (5),

el tercero, unas paredes sustancialmente paralelas y un eje inclinado formando un ángulo agudo determinado con respecto al eje ortogonal a la superficie exterior con una orientación tal que el aire de circulación de salida se dirige en el mismo sentido que la corriente del viento (V) externo a dicho álabe (5).

35. Sistema Convertidor de Energía Eólica según la reivindicación anterior, caracterizado porque dicha segunda serie (12T) de orificios (12) comprende unos orificios (figura 4, 12) de dicho tercer tipo (4c).

36. Sistema Convertidor de Energía Eólica, según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque comprende por lo menos un dispositivo disipador de la potencia tomada de otra fuente de potencia externa a dicho Sistema Convertidor de Energía Eólica (1; 1'; 1''; 1'''), adaptado para aumentar el contenido de entalpía de dicho fluido (F; F'; F''; F''') que circula dentro de dicha disposición de descongelación y anticongelación.

37. Sistema Convertidor de Energía Eólica según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque dicha góndola (3) está asociada, pudiendo moverse, a dicha torre (4) mediante la interposición de unos séptimos medios para la orientación de dicha góndola (3) en la dirección del viento máximo (V) presente en el lugar en el que está instalado dicho Sistema Convertidor de Energía Eólica (1).

38. Procedimiento para prevenir y eliminar la formación de hielo sobre los álabes del rotor de un Sistema Convertidor de Energía Eólica de un tipo que comprende:

-: una torre (4; 4'), adaptada para soportar y fijar dicho Sistema Convertidor de Energía Eólica (1; 1'; 1''; 1''') al suelo o a una cimentación,

-: una góndola (3), dispuesta sobre dicha torre (4; 4') a la cual se asocian los primeros medios (9, IN, 10; TR) para transformar el movimiento giratorio de un rotor para producir potencia eléctrica que se ha de enviar a una red eléctrica y para la gestión y el funcionamiento de posibles dispositivos de funcionamiento eléctricos de dicho sistema convertidor de energía eléctrica (1);

-: un rotor (2), asociado a dicha góndola (3) de modo que pueda girar con respecto a dicha góndola (3), comprendiendo dicho rotor (2) un número determinado de álabes (5) y susceptible de ser puesto en movimiento por efecto del viento (V) que impacta sobre dichos álabes (5),

comprendiendo el procedimiento las etapas siguientes:

a): aspirar fluido (F; F'; F''; F''') o aire del ambiente exterior de dicho Sistema Convertidor de Energía Eólica (1; 1'; 1'', 1'''),

b): enviar dicho fluido aspirado (F; F'; F''; F''') en unos segundos medios (2E, 19, 21) para el paso de dicho fluido (F; F'; F''; F''') al interior de unos volúmenes (14, 15) definidos dentro de dichos álabes (5) de dicho rotor (2),

c): realizar la eyección de por lo menos una parte de dicho fluido (F; F'; F''; F''') externamente a dichos álabes (5) a través de unas aberturas (12) presentes por lo menos en una parte de una superficie externa (5S) de los álabes, estando dichas aberturas (12) en conexión de fluido con dichos volúmenes (14, 15) en el interior de dichos álabes (5),

caracterizado porque, dicha eyección se materializa de modo que se crea una capa o película de aire en los álabes (5) en el exterior de una superficie de álabe (5E) provista de dichas aberturas (12) mediante interacción termodinámica del fluido con dicho viento (V) que impacta por lo menos en dicha superficie del álabe (5E) provista de dichas aberturas (12) y/o con agua y hielo que pueda haber en dicha superficie exterior (5S) de dicho álabe (5).

39. Procedimiento según la reivindicación anterior, caracterizado porque entre las etapas del procedimiento a) y b) se proporciona un intercambio térmico entre dicho fluido (F; F'; F''; F''') y las superficies calentadas de los primeros medios (9, IN, 10; TR) de dicho Sistema Convertidor de Energía Eólica (1; 1'; 1''; 1''') para transformar el movimiento giratorio de un rotor (2) a fin de generar energía eléctrica, a través de un volumen de acumulación constituido dentro de dicho Sistema Convertidor de Energía Eólica.