ES2304319B1 - Una torre de celosia y un metodo de ereccion de un aerogenerador con una torre de celosia. - Google Patents
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Abstract
Una torre de celosía y un método de erección de
un aerogenerador con una torre de celosía. Un método de erección de
un aerogenerador que comprende los siguientes pasos: Proporcionar
el buje del rotor (9), las palas (11), la góndola (13) y una torre
de celosía (15) que comprende dos secciones (21, 27) conectadas
pivotablemente a lo largo de un eje (17) a una altura H, estando
compuesta su parte inferior, por debajo de H, por la segunda
sección (27), que incluye las patas (31, 33), y una primera parte
(23) de la primera sección (21) y estando compuesta su parte
superior, por encima de H, por una segunda parte (25) de la primera
sección (21). Ensamblar en el suelo el aerogenerador con la góndola
(13) dispuesta sobre un vehículo portador (19). Levantar la segunda
sección (27) y fijar las patas superiores (33) a unas segundas zonas
de cimentación (43). Levantar la primera sección (21) y fijar su
primera parte (23) a la segunda sección (27).
Description
Una torre de celosía y un método de erección de
un aerogenerador con una torre de celosía.
La presente invención se refiere en términos
generales a una torre de celosía y a un método de erección de un
aerogenerador con una torre de celosía y en particular a una torre
de celosía diseñada para posibilitar un método de erección de un
aerogenerador que no necesita una grúa grande.
Las torres utilizadas actualmente para soportar
aerogeneradores con potencias de hasta 750 Kw, tanto torres de
celosía como torres tubulares, se erigen normalmente en secciones
con una grúa y se ensamblan en posición vertical, uniendo cada
sección de la torre con la sección adyacente mediante una conexión
atornillada. La góndola y el rotor se montan a continuación encima
de la torre orientada verticalmente utilizando grúas.
A medida que la altura de la torre se
incrementa, los costes de la instalación de aerogeneradores también
se incrementa. Las grúas grandes que son necesarias suponen altos
costes de transporte y alquiler. Por otra parte, el tamaño de las
grúas grandes implica unos requerimientos espaciales en el lugar de
la instalación que pueden ser difíciles de cumplir.
La técnica anterior muestra varias propuestas
para erigir aerogeneradores sin usar grandes grúas como las
siguientes.
US 2002/0095878 describe una torre construida
con secciones telescópicas y en la que la sección más inferior
tiene una porción de borde conectada pivotablemente a una
cimentación para permitir que las secciones de la torre sean
transportadas al lugar de la instalación. Las secciones de la torre
se ensamblan en lugar de la instalación de manera anidada, cada una
de ellas dentro de la sección adyacente inferior. La góndola y el
rotor se montan sobre la parte final superior de la sección más
alta de la torre y después de ello las secciones anidadas de la
torre se levantan hasta quedar en una posición vertical. Después de
que la torre haya sido levantada a su posición vertical y asegurada
su conexión con la cimentación se extienden las secciones
telescópicas de la torre para situar el aerogenerador en una
posición vertical elevada.
US 2004/0045226 describe una torre dividida en
una sección superior con el techo de la torre y una sección
inferior con el suelo de la torre. Las secciones están articuladas.
La sección inferior está articulada a una base de la torre. Una
grúa telescópica se une a un punto de elevación de la sección
inferior. La grúa se extiende para elevar las secciones a la
posición vertical con la sección inferior apoyada sobre la base y
con el techo de la torre de la sección superior próximo al suelo.
El tren de potencia del aerogenerador se une al techo de la torre
usando una pequeña grúa en el suelo cuando el techo de la torre de
la sección superior está próximo al nivel del suelo. La grúa
telescópica se une a otro punto de elevación de la sección superior
para elevar parcialmente la sección superior, que queda soportada
en esa posición. La grúa telescópica se resitúa y se vuelve a unir
al punto de elevación de la sección superior. La grúa telescópica
se extiende completamente para elevar la sección superior y el tren
de potencia del aerogenerador a la vertical encima de la sección
inferior.
CA 2418021 describe una torre que comprende una
pluralidad de secciones tubulares de torre interconectadas
pivotablemente y un método de erección de la torre que no requiere
el uso de una grúa. Las secciones tubulares de torre se ensamblan
al nivel del suelo del lugar de la instalación interconectando las
secciones adyacentes con uniones articuladas, con la base de la
torre articulada temporalmente a la cimentación de la torre. Una
disposición de cabrestante asegurada a la cimentación de la torre se
activa para tirar de unos cables unidos a las secciones tubulares
articuladas de la torre para levantarlas secuencialmente usando en
parte las fuerzas verticales en la superficie del suelo que
contrarrestan el peso de la torre en sus puntos de contacto con el
suelo.
La industria eólica demanda constantemente
torres de aerogeneradores que faciliten métodos de erección de
aerogeneradores sin usar grúas grandes y la presente invención está
dirigida a la satisfacción de esa demanda.
Un objeto de la presente invención es el de
proporcionar una torre de celosía utilizable en un método de
erección del aerogenerador completo que no necesite usar grúas
grandes.
Este objeto se consigue con una torre de celosía
que comprende una primera sección, compuesta de una primera parte y
una segunda parte, y una segunda sección conectadas pivotablemente
a lo largo de un eje a la altura H; estando compuesta la parte
inferior de la torre de celosía, por debajo de la altura H, por la
segunda sección, que incluye las patas de la torre de celosía, y la
primera de parte de la primera sección, y estando compuesta la parte
superior de la torre de celosía, por encima de la altura H, por la
segunda parte de la primera sección.
Otro objeto de la presente invención es el de
proporcionar un método de erección de un aerogenerador con una
torre de celosía que no necesita usar grúas grandes.
Este y otros objetos de la presente invención se
consiguen con un método que comprende los siguientes pasos:
a) proporcionar el buje del rotor, las palas, la
góndola y una torre de celosía que comprende una primera sección,
compuesta de una primera parte y una segunda parte, y una segunda
sección conectadas pivotablemente a lo largo de un eje a una altura
H; estando compuesta la parte inferior de la torre de celosía, por
debajo de la altura H, por la segunda sección, que incluye las patas
de la torre de celosía, y la primera parte de la primera sección, y
estando compuesta la parte superior de la torre de celosía, por
encima de la altura H, por la segunda parte de la primera
sección;
b) ensamblar en el suelo el aerogenerador
completo, con las palas del rotor colocadas paralelamente al suelo,
con la góndola dispuesta sobre un vehículo portador y fijando
articuladamente las patas inferiores de la torre de celosía en unas
primeras zonas de cimentación;
c) levantar la segunda sección y fijar las patas
superiores de la torre de celosía en unas segundas zonas de
cimentación;
d) levantar la primera sección y fijar su
primera parte a la segunda sección.
Una ventaja de la presente invención es que la
división de la torre en las dos secciones mencionadas en
combinación con el uso de unas grúas de camión pequeñas, baratas y
flexibles para erigir la torre contribuyen a reducir los costes de
los aerogeneradores.
Otras características y ventajas de la presente
invención se desprenderán de la siguiente descripción detallada de
una realización ilustrativa y no limitativa de su objeto en
relación con las figuras que se acompañan.
La Figura 1 es una vista esquemática en sección
de un aerogenerador ensamblado en el suelo según la presente
invención.
La Figura 2 es una vista esquemática en sección
de un aerogenerador en el primer paso de levantamiento del método
según la presente invención.
La Figura 3 es una vista esquemática en sección
de un aerogenerador en el segundo paso de levantamiento del método
según la presente invención.
La Figura 4 es una vista esquemática en sección
del aerogenerador en posición erecta.
Un aerogenerador 11 convencional comprende una
torre 15 soportando una góndola 13 que alberga medios para
convertir la energía rotacional del rotor del aerogenerador en
energía eléctrica.
El rotor del aerogenerador comprende un buje de
rotor 9 y una o más palas 11.
El buje del rotor 9 está conectado al eje
principal, la multiplicadora y el generador el aerogenerador para
transferir el par generado por el rotor al generador incrementando
la velocidad del eje a fin de alcanzar una velocidad rotacional
apropiada del rotor del generador.
En una primera realización de la presente
invención, la torre del aerogenerador es una torre de celosía 15
formada con perfiles de acero que está estructurada en dos
secciones independientes 21, 27 pivotablemente conectadas a lo
largo de un eje horizontal 17 a una altura H.
En una realización preferente H está comprendida
entre el 20-80% de la altura Ht de la torre.
La parte inferior de la torre de celosía 15, por
debajo de la altura H, está compuesta por la segunda sección 27 que
incluye las patas 31, 33 de la torre de celosía y por la primera
parte 23 de la primera sección 21 que tiene esquinas inferiores
35.
En una realización preferente, la anchura W de
la base de la torre 15 entre las patas superiores e inferiores 33,
31 está comprendida entre el 10-40% de Ht.
La parte superior de la torre de celosía 15, por
encima de la altura H, está compuesta por la segunda parte 25 de la
primera sección 21.
La torre de celosía 15 también incluye una parte
tubular superior 29 para facilitar su conexión con la góndola
13.
En una realización preferente, el ángulo de
inclinación A entre un plano vertical y un hipotético plano
cubriendo el lado de la torre 15 que abarca las patas inferiores 31
está comprendido entre 3-45 grados.
El diseño de la torre de celosía 15 en dos
secciones independientes 21, 27 pivotablemente conectadas, está
dirigido a facilitar la erección de la torre y también para
permitir que el aerogenerador pueda ser llevado al suelo en un
tiempo razonable cuando se presentan tifones ú otras situaciones
peligrosas de de
viento.
viento.
Una vez erigida la torre, las dos secciones 21,
27 se unen para que la torre pueda comportarse como una unidad
estructural para cumplir con los requerimientos estructurales para
soportar el aerogene-
rador.
rador.
En el caso situaciones peligrosas de viento, el
diseño de la torre en dos secciones articuladas 21, 27 permite que
el aerogenerador pueda ser llevado al suelo siguiendo parcialmente
una secuencia de operaciones contraria a la seguida para erigir la
torre.
En una primera realización de la invención el
método de erección de un aerogenerador comprende los siguientes
pasos.
El primer paso incluye todas las operaciones
necesarias para proporcionar y transportar todos los componentes
del aerogenerador al lugar donde será erigido.
La torre de celosía 15 se transporta en forma de
perfiles de acero en varios camiones. De esta manera, solamente el
peso y no las dimensiones limitan el transporte normal por
carretera haciendo más barato el transporte. La parte superior 29
es una sección tubular de acero con una altura menor que su
diámetro.
diámetro.
La góndola 13 se transporta en un camión
posicionada en él en su posición horizontal normal. En esta
invención, el término góndola se usa en un sentido amplio como una
estructura de soporte conectada a la torre 15 y al buje del rotor
9. En particular la góndola puede no incluir al generador que puede
ser transportado e instalado separadamente.
El buje del rotor 9 se transporta en un camión
separada o conjuntamente con el generador.
Las palas 11 se transportan en una plataforma
especial de transporte. El número de palas 11 en un transporte
depende de su tamaño, peso y longitud. Puede decidirse transportar
las pala en dos partes para acortar la plataforma de
transporte.
En el segundo paso del método de erección de un
aerogenerador según la presente invención, como se ilustra en la
Figura 1, el aerogenerador se ensambla en el suelo con las palas
del rotor 11 colocadas paralelamente al suelo, con la góndola 13
dispuesta sobre un vehículo portador 19 y con las patas inferiores
31 de la torre de celosía fijadas articuladamente en unas primeras
zonas de cimentación 41. La góndola 13 está en posición vertical y
está unida a la parte final 29 de la torre de celosía 15.
Este segundo paso comprende los siguientes
sub-pasos.
La torre de celosía 15 se ensambla de acuerdo
con el diseño mencionado más arriba en una posición prácticamente
horizontal y la torre ensamblada queda provisionalmente soportada a
una altura H1 en su parte final que se corresponde con los
cojinetes del mecanismo de orientación de la góndola 13 cuando está
situada en posición vertical para su consiguiente conexión.
Se pueden ensamblar en el suelo partes de la
estructura de celosía y conectarlas posteriormente a la torre si se
dispone de medios para elevar las parte
pre-ensambladas a su posición.
Cuando las patas superiores 33 y las esquinas
inferiores 35 de la primera parte 23 de la primera sección 21 están
ensambladas es ventajoso conectarles los medios 45, 47 que serán
usados en los pasos de levantamiento. Como se muestra en las
Figuras 2 y 3 los puntos de conexión de las patas superiores 33 y
de las esquinas inferiores 35 estarán situadas en una posición muy
elevada si la conexión no se hace a
tiempo.
tiempo.
La góndola 13 llega al lugar de instalación en
un camión o plataforma en posición horizontal. Para conectarla a la
parte final de la torre de celosía 15 debe estar colocada en
posición vertical en un vehículo portador 19 usando medios
apropiados. Estando en esa posición se atornilla la góndola 13 a la
parte final 29 de la torre de celosía 15.
El vehículo portador 19 puede ser un vehículo
portador especial o el mismo camión o plataforma que transportó la
góndola 13 al lugar de instalación.
Se dispone el buje del rotor 9 sobre la góndola
13 y se atornilla al eje principal.
Las palas 11 se ensamblan (si llegan en dos
piezas), se disponen en posición sobre el buje del rotor 9 mediante
medios apropiados, tales como grúas, y se atornillan a los cojines
de palas del buje de rotor 9.
En el tercer paso del método de erección de un
aerogenerador según la presente invención, como se ilustra en la
Figura 2, se levanta la segunda sección 27 de la torre de celosía
15 y se atornillan las patas superiores 33 de la torre de celosía a
unas segundas zonas de cimentación 43.
La operación de levantamiento se lleva a cabo
por medio de un dispositivo de tracción de cable 45 cooperando con
un cabrestante en el suelo (no mostrado). El dispositivo de
tracción de cable 45 comprende unidades separadas para cada pata
superior 33.
El vehículo portador 19 puede moverse libremente
en este paso ó puede disponer de medios de movimiento que pueden
ser usados en este paso como medios adicionales de levantamiento de
la torre de celosía 15.
Este paso puede requerir el uso de medios
complementarios. Uno de ellos es una herramienta desmontable de
absorción de momentos para reducir el momento aplicado sobre las
patas inferiores 31 cuando se levanta la segunda sección 27.
Otro medio complementario es un cable (no
mostrado) conectado al eje de pivotamiento 17 y a un punto de
anclaje (no mostrado) para controlar el movimiento de la torre
inmediatamente después de que se posiciona el eje de pivotamiento
17 verticalmente encima de los primeras zonas de cimentación 41 a
las que están articuladas las patas inferiores 31, momento en el que
existe el riesgo de que las patas superiores 33 caigan abruptamente
sobre las segundas zonas de cimentación 43.
En el cuarto paso del método de erección de un
aerogenerador según la invención, ilustrado en las Figuras 3 y 4,
se levanta la primera sección 21 de la torre de celosía 15 con el
aerogenerador conectado en su parte superior 29 y se fija su
primera parte 23 a la segunda sección 27 de la torre de celosía
15.
La operación de levantamiento se lleva a cabo
por medio de un dispositivo de tracción de cable 47 cooperando con
un cabrestante en el suelo (no mostrado). El dispositivo de
tracción de cable 47 comprende unidades separadas para cada esquina
inferior 35.
Como en el tercer paso, el cuarto paso puede
requerir el uso de medios complementarios y en particular un cable
(no mostrado) conectado a la góndola 13 y a un punto de anclaje (no
mostrado) para controlar la última parte del movimiento de la
primera sección 21 de la torre de celosía 15.
Si las esquinas inferiores 35 llegan a la parte
inferior de la torre de celosía 15, resulta ventajoso que se
atornillen a las segundas zonas de cimentación 43.
En cualquier caso, la primera y segunda
secciones 21, 27 deben quedar unidas, por ejemplo mediante juntas
atornilladas a lo largo de líneas entre las segundas zonas de
cimentación 43 y el eje de pivotamiento 17.
Como hemos mencionado anteriormente, el diseño
de la torre de celosía 15 en dos secciones independientes 21, 27
pivotablemente conectadas permite que el aerogenerador pueda ser
llevado al suelo en un tiempo razonable cuando se presentan tifones
ú otras situaciones peligrosas de de viento. Un método apropiado
para ello comprende las operaciones para situar el aerogenerador en
la posición ilustrada en la Figura 3.
Aunque la presente invención se ha descrito
enteramente en conexión con realizaciones preferidas, es evidente
que se pueden introducir aquellas modificaciones dentro del alcance
de, no considerando éste como limitado por las anteriores
realizaciones, sino por el contenido de las reivindicaciones
siguientes.
Claims (13)
1. Un método de erección de un aerogenerador
caracterizado porque comprende los siguientes pasos:
a) proporcionar el buje del rotor (9), las palas
(11), la góndola (13) y una torre de celosía (15) que comprende una
primera sección (21), compuesta de una primera parte (23) y una
segunda parte (25), y una segunda sección (27) conectadas
pivotablemente a lo largo de un eje (17) a una altura H; estando
compuesta la parte inferior de la torre de celosía (15), por debajo
de la altura H, por la segunda sección (27), que incluye las patas
(31, 33) de la torre de celosía (15), y la primera parte (23) de la
primera sección (21); y estando compuesta la parte superior de la
torre de celosía (15), por encima de la altura H, por la segunda
parte (25) de la primera sección (21);
b) ensamblar en el suelo el aerogenerador, con
las palas del rotor (11) colocadas paralelamente al suelo, con la
góndola (13) dispuesta sobre un vehículo portador (19) y fijando
articuladamente las patas inferiores (31) de la torre de celosía en
unas primeras zonas de cimentación (41);
c) levantar la segunda sección (27) y fijar las
patas superiores (33) de la torre de celosía en unas segundas zonas
de cimentación (43);
d) levantar la primera sección (21) y fijar su
primera parte (23) a la segunda sección (27).
2. Un método de erección de un aerogenerador
según la reivindicación 1, caracterizado porque en el paso c)
de la reivindicación 1 la segunda sección (27) se levanta por medio
de un dispositivo de tracción de cable (45) cooperando con un
cabrestante en el suelo.
3. Un método de erección de un aerogenerador
según la reivindicación 2, caracterizado porque dicho
dispositivo de tracción de cable (45) comprende unidades separadas
instaladas en cada pata superior (33).
4. Un método de erección de un aerogenerador
según cualquiera de las reivindicaciones 2-3,
caracterizado porque los medios de levantamiento de la
segunda sección (27) también incluyen medios de movimiento del
vehículo portador (19).
5. Un método de erección de un aerogenerador
según cualquiera de las reivindicaciones 1-4,
caracterizado porque en el paso d) de la reivindicación 1 la
primera sección (21) se levanta por medio de un dispositivo de
tracción de cable (47) cooperando con un cabrestante en el
suelo.
6. Un método de erección de un aerogenerador
según la reivindicación 5, caracterizado porque dicho
dispositivo de tracción de cable (47) comprende unidades separadas
instaladas en los extremos inferiores (35) de la primera parte (23)
de la primera sección (21).
7. Un método de erección de un aerogenerador
según cualquiera de las reivindicaciones 1-6,
caracterizado porque en los pasos c) y d) de la
reivindicación 1 se usan cables extendidos entre la torre y puntos
de anclaje durante las operaciones de levantamiento.
8. Una torre de celosía (15) de aerogenerador
caracterizada porque comprende una primera sección (21),
compuesta de una primera parte (23) y una segunda parte (25), y una
segunda sección (27) conectadas pivotablemente a lo largo de un eje
(17) a una altura H; estando compuesta la parte inferior de la
torre de celosía (15), por debajo de la altura H, por la segunda
sección (27), que incluye las patas (31, 33) de la torre de celosía
(15), y la primera parte (23) de la primera sección (21); y estando
compuesta la parte superior de la torre de celosía (15), por encima
de la altura H, por la segunda parte (25) de la primera sección
(21).
9. Una torre de celosía (15) de aerogenerador
según la reivindicación 8, caracterizada porque la segunda
parte (25) de la primera sección (21) incluye una parte tubular
final (29).
10. Una torre de celosía (15) de aerogenerador
según cualquiera de las reivindicaciones 8-9,
caracterizada porque la primera (23) de la primera sección
(21) se extiende desde la altura H hasta el suelo de la torre.
11. Una torre de celosía (15) de aerogenerador
según cualquiera de las reivindicaciones 8-10,
caracterizada porque la altura H de dicha conexión pivotable
entre la primera sección (21) y la segunda sección (23) está
comprendida entre el 20-80% de la altura de la torre
Ht.
12. Una torre de celosía (15) de aerogenerador
según cualquiera de las reivindicaciones 8-11,
caracterizada porque la anchura W de la base de la torre
(15) entre sus patas superiores e inferiores (33, 31) está
comprendida entre el 20-40% de la altura de la
torre Ht.
13. Una torre de celosía (15) de aerogenerador
según cualquiera de las reivindicaciones 8-12,
caracterizada porque el ángulo de inclinación A entre un
plano vertical y un hipotético plano cubriendo el lado de la torre
(15) que abarca las patas inferiores (31) está comprendido entre
3-45 grados.
Priority Applications (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| ES200700832A ES2304319B1 (es) | 2007-03-29 | 2007-03-29 | Una torre de celosia y un metodo de ereccion de un aerogenerador con una torre de celosia. |
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