ES2556594T3 - Aparato de limpieza de palas de turbinas eólicas - Google Patents

Abstract

Una pala del rotor de una turbina eólica que comprende un aparato (200, 200a, 200b) de limpieza de una superficie (145) exterior de la pala (140) del rotor, comprendiendo el aparato un primer bastidor (210, 210a, 210b) y un dispositivo (240, 240a, 242) de limpieza, estando el dispositivo de limpieza adaptado para conformar la superficie exterior y conectado al primera bastidor, en el que el aparato se adapta para situarse de forma deslizante sobre la superficie exterior de la pala del rotor, para deslizarse a lo largo de, y presionar sobre, la superficie exterior para limpiar dicha pala (140), y caracterizado porque dicho aparato se adapta además para mantenerse en una configuración plegada dentro de una protección (149) dispuesta en un borde (145) delantero de la pala (140) del rotor.

Description

DESCRIPCION

Aparato de limpieza de palas de turbinas eolicas

La presente divulgacion se refiere en general a un aparato para la limpieza de un borde delantero de una pala del rotor de una turbina eolica. Ademas se refiere a una pala del rotor de una turbina eolica que comprende un aparato 5 para limpiar un borde delantero de la pala del rotor.

Las turbinas eolicas modernas operan las palas del rotor a velocidades punta de hasta 80 m/s (es decir, mas de 150 mph o mas de 250 kmh). Durante su operacion, la suciedad se acumula en una superficie de la pala, principalmente en y cerca de un borde delantero de la pala del rotor. La acumulacion de suciedad en la superficie de la pala da como resultado una mayor rugosidad superficial lo que cambia las caractensticas aerodinamicas de la pala. Por un 10 lado, una elevacion maxima de las palas del rotor disminuye, lo que conduce a disminuir el rendimiento de la turbina eolica. Por ejemplo, el nivel de potencia maxima para las turbinas de parada controlada puede caer hasta un 45%. Por lo tanto, la produccion de potencia se reduce.

Ademas, el angulo de ataque a la elevacion maxima disminuye debido a la acumulacion de suciedad en la superficie de la pala, lo que da como resultado una mayor probabilidad de parada de la pala. El angulo de ataque es el angulo 15 entre una cuerda del ala y una velocidad de libre flujo del flujo de aire. Para una turbina de paso controlado, la pala no solo disminuira la captura de energfa, sino que tambien conllevara a una condicion de operacion anormal que potencialmente pone en peligro la seguridad de la turbina al momento de la re-insercion del flujo.

Adicionalmente, los insectos voladores que chocan con la pala del rotor pueden hacer que la pala se ensucie. La acumulacion de insectos se ve afectada por diversos parametros tales como la temperatura, la humedad y tambien 20 la velocidad del viento. Por lo general, los insectos pueden volar solo hasta la altura del rotor de la turbina eolica durante velocidades de viento bajas (por ejemplo, menos de 10 m/s).

Ciertos dispositivos convencionales se describen, por ejemplo, en los documentos DE 3.717.030 y EP 1.500.815.

Diversos aspectos y realizaciones de la presente invencion se definen en las reivindicaciones adjuntas.

Diversos aspectos, ventajas y caractensticas son evidentes a partir de las reivindicaciones dependientes, de la 25 descripcion y los dibujos adjuntos, en los que:

La Figura 1 muestra un dibujo esquematico de una turbina eolica.

La Figura 2 muestra un dibujo esquematico de un aparato de limpieza en una pala de turbina eolica;

La Figura 3 muestra una vista superior esquematica del aparato de limpieza en la pala de turbina eolica de la Figura 2.

30 La Figura 4 muestra una vista lateral esquematica de una pala perfilada con el aparato de limpieza de la Figura 3.

La Figura 5 muestra una vista frontal esquematica de un aparato de limpieza de acuerdo con otra realizacion.

La Figura 6 muestra una vista lateral esquematica de un aparato de limpieza de acuerdo con la realizacion de la Figura 5.

La Figura 7 muestra un dibujo esquematico de un aparato de limpieza en una pala del rotor.

35 La Figura 8 muestra una vista en seccion transversal de una pala de turbina eolica con un aparato de limpieza de acuerdo con una realizacion adicional.

La Figura 9 muestra un dibujo esquematico de un aplicacion manual de un aparato de limpieza de acuerdo con otra realizacion; y

La Figura 10 muestra un diagrama de flujo de procedimiento esquematico de una realizacion de un procedimiento.

40 A continuacion se hara referencia en detalle a las diversas realizaciones, uno o mas ejemplos de los que se ilustran en las figuras. Cada ejemplo se proporciona a modo de explicacion, y no pretende ser una limitacion. Por ejemplo, las caractensticas ilustradas o descritas como parte de una realizacion se puede utilizar en o junto con otras realizaciones para producir otra realizacion adicional. Se pretende que la presente divulgacion incluya dichas modificaciones y variaciones.

45 La Figura 1 muestra una turbina 100 eolica. La turbina 100 eolica incluye una torre 110 en la que se monta una gondola 120. La gondola 120 se puede hacer girar alrededor de un eje vertical de la torre. Dentro de la gondola 120 se coloca un generador (no mostrado) para transformar la energfa de giro en energfa electrica. El generador se conecta a un concentrador 130 que se puede hacer girar alrededor de un eje horizontal. Tres palas 140 del rotor se conectan al concentrador 130. Las palas 140 del rotor y el concentrador 130 forman juntos un rotor eolico de la 50 turbina 100 eolica. La turbina 100 eolica funciona como sigue. En una situacion tfpica, la gondola 120 se hace girar

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alrededor del eje vertical de tal manera que el eje horizontal del concentrador 130 es sustancialmente paralelo a una direccion del viento. El viento ejerce un par de torsion en el rotor eolico debido a un perfil aerodinamico de las palas 140 del rotor. En consecuencia, el rotor eolico esta girando alrededor de su eje horizontal, accionando asf el generador. El generador transforma el giro mecanico en corriente electrica. Por tanto, la energfa cinetica del viento se transforma en energfa electrica.

Durante la operacion de la turbina 100 eolica, por ejemplo, durante las estaciones calidas, los insectos pueden acumularse en un borde delantero de la pala 140 de la turbina 100 eolica. Tfpicamente, la acumulacion de suciedad se produce principalmente en una porcion exterior de la pala 140 del rotor. La porcion exterior puede ser un tercio exterior de la pala 140 del rotor. Las porciones "exterior" e "interior" de una pala o "proximal" y "distal" se definen en esta solicitud de patente con respecto al concentrador 130 en caso de que la pala del rotor se monte en el concentrador, particularmente con respecto al eje de giro horizontal del concentrador 130. La acumulacion de suciedad principalmente en una porcion exterior se debe a una velocidad absoluta de la porcion exterior de la pala 140 del rotor que es mucho mayor en su velocidad absoluta en la porcion interior de la pala de rotor 140 cerca del concentrador 130.

La Figura 2 muestra en una vista en perspectiva de una porcion de una pala 140 del rotor con su borde 145 delantero y un aparato 200 de limpieza. La Figura 3 muestra una vista superior respectiva de la porcion de la pala 140 del rotor con el aparato 200 de limpieza. La Figura 4 es una vista lateral respectiva de la pala del rotor de la seccion A-A de la Figura 3. Ademas en la Figura 4 la vista de la Figura 2 se representa esquematicamente como B- B. El concentrador 130, que no se muestra en la Figura 2, o la porcion interior de la pala 140 del rotor se dispone a la derecha de la porcion representada de la pala 140 del rotor. Por lo tanto, la porcion exterior de la pala 140 del rotor se dispone a la izquierda de la porcion representada. El rotor eolico de la turbina eolica esta girando en la direccion R. El aparato 200 de limpieza se dispone en el borde 145 delantero de la pala 140 del rotor. El aparato de limpieza incluye dos bastidores 210, 220 en forma de arco que se ajustan alrededor del borde 145 delantero, en concreto, un bastidor 210 de accionamiento y un bastidor 220 de tension. El bastidor 210 de accionamiento y el bastidor 220 de tension tienen respectivos extremos 212, 222 delanteros y dos extremos 214, 224 y 216, 226 traseros, respectivamente. El extremo trasero y el extremo delantero del dispositivo de limpieza se definen en funcion de su orientacion con respecto al borde 145 delantero de la pala 140 del rotor. Un primer extremo 214, 224 trasero de los bastidores 210, 220 se dispone en el lado de sotavento (lado de succion) de la pala 140 del rotor durante la operacion de la turbina 100 eolica y un segundo extremo 216, 226 trasero de los bastidores 210, 220 se dispone en el lado de barlovento (lado de presion) de la pala 140 del rotor durante la operacion de la turbina 100 eolica. El bastidor 210 de accionamiento y el bastidor 220 de tension se conectan entre sf por bisagras 230, 232 en sus extremos 214, 224, 216, 226 traseros en el lado de barlovento y en el lado de sotavento de la pala 140 del rotor, respectivamente. En una realizacion, el resorte se materializa como un resorte de torsion adaptado para empujar el bastidor 210 de accionamiento y el bastidor 220 de tension lejos el uno del otro. En otras palabras, las bisagras 230, 232 y los resortes son los mismos elementos. En una realizacion adicional, un resorte separado se asocia a las bisagras 230, 232 para empujar el bastidor 210 de accionamiento y el bastidor 220 de tension lejos el uno del otro. En otra realizacion, solamente los extremos traseros en un lado de la pala 140 del rotor, ya sea el lado de barlovento o en el lado de sotavento de la pala 140 del rotor, se conectan por un muelle para empujar el bastidor 210 de accionamiento lejos del bastidor 220 de tension. El bastidor 210 de accionamiento y el bastidor 220 de tension pueden encerrar un angulo de aproximadamente 60 grados a 120 grados, particularmente de 80 a 100 grados, en una realizacion tfpica de aproximadamente 90 grados.

Como se muestra en la Figura 2 y la Figura 3, dos cables 240, 242 de limpieza se conectan al bastidor 210 de accionamiento en el lado de barlovento y en el lado de sotavento, respectivamente. Los mismos se pueden conectar al bastidor 210 de accionamiento aproximadamente en el medio entre el extremo delantero 212 y los extremos traseros 214, 216. En otra realizacion, los cables 240, 242 de limpieza se pueden conectar cerca de los extremos traseros 214, 216 del bastidor de accionamiento. En otras realizaciones, se pueden utilizar tambien uno, tres o mas cables de limpieza. Los cables 240, 242 de limpieza se extienden sobre el borde 145 delantero de la pala 140 del rotor, en el caso de una pluralidad de cables de limpieza en una realizacion tfpica en relacion separada en el borde 145 delantero de la pala 140 del rotor. Por ejemplo, los cables de limpieza pueden ser cables de nylon, pero tambien pueden incluir otros materiales adecuados, por ejemplo, cables de Perlon, cables de acero, etc. En una realizacion tfpica, los cables 240, 242 de limpieza se redirigen, por ejemplo, mediante una polea 244, 246 o un pasador, del bastidor 210 de accionamiento al bastidor 220 de tension, donde se fijan los extremos de los cables de limpieza. Por tanto, en la configuracion desplegada los cables 240, 242 de limpieza se tensan, particularmente debido a las fuerzas elasticas del resorte, por ejemplo, el resorte de torsion, empujando el bastidor 210 de accionamiento y el bastidor 220 de tension lejos el uno del otro. En una realizacion adicional, ambos extremos de los cables 240, 242 de limpieza se redirigen del bastidor 210 de accionamiento al bastidor 220 de tension. Se debe entender por los expertos en la materia que un dispositivo de limpieza de acuerdo con las realizaciones descritas en la presente memoria es muy ligero. Por otra parte, debido a su perfil bajo, los dispositivos de limpieza afectan a las propiedades aerodinamicas de las palas solo un poco o incluso en nada.

El aparato 200 de limpieza se puede mover pasiva o activamente desde una porcion proximal hasta una porcion distal de la pala 140 del rotor a lo largo del borde 145 delantero en una direccion M longitudinal y de vuelta desde la porcion distal hasta la porcion proximal de la pala 140 del rotor.

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En una realizacion, el aparato 200 de limpieza se mueve pasivamente desde la porcion proximal hasta la porcion distal por el viento. Esta realizacion se muestra en las Figuras 2, 3 y 4. El extremo proximal de la pala del rotor se dispone en la Figura 3 a la derecha del aparato 200 de limpieza y el extremo distal a la izquierda del aparato 200 de limpieza. La Figura 4 muestra una vista lateral del aparato 200 de limpieza en la direccion M longitudinal, es decir, desde el extremo proximal hasta el extremo distal de la pala 140 del rotor. El bastidor 210 de accionamiento tiene una superficie sustancialmente plana que forma una pala de accionamiento para accionar el dispositivo de limpieza en la direccion M longitudinal. Por lo tanto, la superficie del bastidor 210 de accionamiento se adapta y/o dispone de tal manera que un flujo de aire, particularmente, debido al giro del rotor eolico que es sustancialmente opuesto a la direccion R de giro, ejerce una fuerza en la direccion M longitudinal en el bastidor de conduccion y por tanto, en el aparato 200 de limpieza.

En caso de que el bastidor 220 de tension tenga tambien una superficie plana perpendicular a una superficie de la pala 140 del rotor, de tal manera que se crea una fuerza en direccion opuesta a la direccion M longitudinal, es decir, en una direccion proximal, las superficies del bastidor 200 de tension y del bastidor 210 de accionamiento se adaptan de tal manera que un flujo de aire que incide sobre las superficies crea una fuerza resultante en la direccion M longitudinal. Por ejemplo, la superficie del bastidor 210 de accionamiento puede ser mayor que la superficie del bastidor de tension. La superficie plana del bastidor 220 de tension puede tensar aun mas los cables 240, 242 de limpieza.

Tfpicamente, el flujo de aire presiona el dispositivo de limpieza en el borde 145 delantero de la pala 140 del rotor debido a la superficie del bastidor 220 de tension y/o la superficie del bastidor 210 de accionamiento.

En una realizacion adicional de un aparato 200a de limpieza movido pasivamente, el aparato 200 de limpieza puede incluir una pala 213a de accionamiento adicional que se monta en el extremo 212a delantero del bastidor 210a de accionamiento. Las Figuras 5 y 6 muestran un aparato de limpieza de este tipo en una vista frontal (Figura 5) y en una vista lateral en la direccion desde el extremo distal hasta el extremo proximal de la pala 140 del rotor (Seccion C-C de la Figura 5). La pala 213a de accionamiento puede tener una superficie normal que es oblicua al borde 145 delantero de la pala 140 del rotor. Por lo tanto, la superficie de la pala 213a de accionamiento se adapta de tal manera que un flujo de aire, particularmente, el viento hacia el lado de sotavento de la pala 140 del rotor durante la parada del rotor eolico, ejerce una fuerza en la direccion M longitudinal de la pala 213a de accionamiento y, por lo tanto, en el aparato 200a de limpieza.

En el caso del aparato 200, 200a de limpieza que se muestra en las Figuras 2, 3, 4 y 5, una pala de accionamiento del aparato 200, 200a de limpieza se dispone de tal manera que el aparato 200, 200a de limpieza se acciona en la direccion M longitudinal. El flujo de aire puede depender de la velocidad de giro del rotor eolico. Por lo tanto, la configuracion optima de la pala de accionamiento puede depender de la velocidad del viento y de la velocidad de giro de la turbina eolica.

Por tanto, solo cuando se acciona por el viento o por el flujo de aire, el aparato 200 de limpieza se movera a lo largo del borde 145 delantero de la pala 140 del rotor en la direccion M longitudinal, y los cables 240, 240a, 242 de limpieza arrancaran la suciedad acumulada en el borde 145 delantero.

Cuando el aparato 200, 200a de limpieza de acuerdo con las Figuras 2 a 6 ha alcanzado una posicion final, por ejemplo, cerca de la punta de la pala de la pala 140 del rotor, se puede retirar. Esto se puede permitir mediante un cable 250 de retraccion que se conecta en un punto 215, 215a de fijacion al bastidor 210, 210a de accionamiento, tfpicamente cerca del extremo 212, 212a delantero. En una realizacion adicional, el cable 250 de retraccion se conecta en el lado de sotavento de la pala 140 del rotor cerca del extremo 212, 212a delantero en un punto de fijacion al bastidor 210 de accionamiento. Para guiar el cable 250 de retraccion, el bastidor 220, 220a de tension incluye una abertura 228, 228a de grna.

El aparato 200, 200a de limpieza que se muestra en las Figuras 2 a 6 esta en una configuracion desplegada. En una configuracion plegada, el bastidor 210, 210a de accionamiento y el bastidor 220, 220a de tension se disponen sustancialmente en paralelo. En la configuracion plegada, los cables 240, 242, 240a de limpieza no se aprietan alrededor del borde delantero de la pala del rotor. En una realizacion tfpica, la abertura 228, 228a de grna y el punto 215, 215a de fijacion se cubren el uno al otro en la configuracion plegada. Cuando el aparato 200 de limpieza se retrae, el aparato de limpieza se puede llevar primero de la configuracion desplegada a la configuracion plegada tirando del cable de retraccion. Despues, la corriente de aire que actua en la pala 210, 210a de accionamiento puede empujar el aparato de limpieza de la porcion exterior a la porcion interior de la pala 140 del rotor. En una realizacion adicional, el aparato 200, 200a de limpieza se retrae a la configuracion desplegada. Depende de la fuerza elastica del resorte en la bisagra 230, 230a, 232, 232a de si el aparato 200, 200a de limpieza se retrae a la configuracion desplegada o a la configuracion plegada.

La Figura 7 representa la pala 140 del rotor con el aparato 200, 200a de limpieza. La pala 140 del rotor tiene una punta 147 de pala y un borde 145 delantero. El aparato 200, 200a de limpieza se despliega primero en una posicion inicial en la porcion interior o proximal de la pala 140 del rotor y se mueve despues a lo largo del borde 145 delantero de la pala 140 del rotor hasta una posicion final cerca de la punta 147 de pala. Como ya se ha descrito anteriormente, cuando el dispositivo de limpieza se retrae mediante el cable 250 de retraccion, el aparato 200, 200a

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de limpieza se puede llevar primero de la configuracion desplegada a la configuracion plegada, de modo que el flujo de aire no acciona adicionalmente el dispositivo de limpieza en la direccion M longitudinal. El dispositivo de limpieza plegado se puede, en una realizacion tipica, llevar de nuevo a una proteccion 149. Por ejemplo, la proteccion puede definir la posicion inicial. En la proteccion 149, el aparato 200, 200a de limpieza se mantiene tipicamente en la configuracion plegada y no expuesto a la corriente de aire. En caso de que el aparato 200, 200a de limpieza se retraiga en la configuracion desplegada, se puede llevar contra un tope en la proteccion 149, de modo que el aparato 200, 200a de limpieza se lleva de la configuracion desplegada a la configuracion plegada en la proteccion 149.

En una realizacion, un motor para manipular el cable 250 de retraccion se puede situar tambien en la proteccion 149. La proteccion se puede situar en una porcion interior, particularmente en el tercio interior, de la pala 140 del rotor, de manera que los efectos aerodinamicos de deterioro de la proteccion 149 se reducen al mmimo. Por lo tanto, durante la operacion normal de la turbina 100 eolica, el dispositivo de limpieza estara estacionado en la proteccion 149 en el borde 145 delantero de la pala 140 del rotor, particularmente, en un lugar interior de la seccion perfilada de la pala. Los bastidores 210, 210a, 220, 220a del aparato 200, 200a de limpieza se pliegan en paralelo y tensan contra el contorno interior o tope de la proteccion, donde el dispositivo se mantendra de forma segura y sin exposicion a un flujo de aire. El plegado paralelo permite tambien un diseno esbelto de la proteccion, lo que minimiza la friccion adicional. Por lo tanto, para la limpieza del borde 145 delantero de la pala 140 del rotor, el aparato 200 de limpieza se libera de la proteccion aflojando el cable 250 de recuperacion o retraccion. En una realizacion tfpica, el resorte en las bisagras 230, 230a, 232, 232a desplegara el dispositivo de limpieza en su configuracion desplegada y expondra la pala 215a de accionamiento o el bastidor210 distal o de accionamiento al flujo de aire. Puesto que el bastidor210 de accionamiento del aparato 200, 200a de limpieza se conforma aerodinamicamente, la presion del aire durante la operacion de la turbina mantiene el aparato 200 de limpieza unido al borde 145 delantero de la pala 140 del rotor, y acciona el aparato 200, 200a de limpieza distalmente hacia el punta 147 de pala. Como ya se ha descrito aqu anteriormente, el dispositivo se extraera a lo largo del borde 145 delantero toda la trayectoria hasta la punta 147 de pala y desenrollara el cable 250 de retraccion. Poco antes de la punta 147 de pala, el aparato 200 de limpieza se detendra por el cable 250 de retraccion y se izara de nuevo a la posicion de reposo o inicial en la proteccion 149. Todo el procedimiento de limpieza demorara solo unos minutos, durante los que podna ser necesario cambiar los parametros de operacion de la turbina para optimizar el flujo de aire alrededor de las palas 140 del rotor para obtener resultados optimos de limpieza.

En lo que sigue, una realizacion adicional se describe con respecto a la Figura 8. La Figura 8 muestra una vista en seccion de una pala 140 del rotor desde la direccion hacia atras. Los mismos numeros de referencia se refieren a los mismos objetos que en los dibujos anteriores. Un aparato 200b de limpieza de la Figura 8 fijado a la pala 140 del rotor tiene sustancialmente la misma configuracion que el aparato 200 o 200a de limpieza mostrado en las Figuras 2 o la Figura 5. El aparato 200b de limpieza incluye un bastidor 210b de accionamiento y un bastidor 220b de tension que se conectan en sus respectivos extremos traseros con bisagras 230b, 232b. Dentro de la pala 140, en el lado interior del borde delantero, un dispositivo 260b de retencion se coloca aproximadamente a la misma distancia con respecto al concentrador 130 que el extremo delantero del bastidor 210b de accionamiento. El dispositivo 260b de retencion atrae al bastidor 210b de accionamiento mediante fuerzas magneticas o similares hasta el borde 145 delantero de la pala 140 del rotor. Por tanto, el aparato 200b de limpieza no puede caer de la pala del rotor en ninguna situacion. En una realizacion adicional, un segundo dispositivo de retencion se podna situar para atraer el bastidor 220b de tension al borde delantero de la pala y asegurar que los cables de limpieza se tensen. El tensado de los cables de limpieza se puede regular por la distancia entre el dispositivo 260b de retencion y el segundo dispositivo de retencion. En una realizacion tfpica, el dispositivo de retencion se grna por un carril 262b dispuesto en el lado interior del borde delantero de la pala 140. Por lo tanto, el componente interior del dispositivo de limpieza se puede mover dentro del borde 145 delantero de la pala 140 del rotor.

Como en las realizaciones descritas con respecto a la Figura 2 a la Figura 6, el aparato 200b de limpieza se empuja por un flujo de aire o por una fuerza centnfuga en el caso de un giro del rotor eolico en direccion de la punta 147 de pala. El dispositivo 260b de retencion sigue al bastidor 210b de accionamiento debido a las fuerzas de atraccion magneticas en la direccion longitudinal. Cuando el aparato 200b de limpieza ha alcanzado una posicion final cerca de la punta 147 de pala, el aparato 200b de limpieza se tiene que retraer a una posicion inicial. Esto se puede hacer de la misma manera como se ha descrito con respecto a la Figura 7. En una realizacion adicional, el dispositivo 260b de retencion se conecta a un cable 264b de retraccion que se utiliza para retraer el dispositivo de retencion hasta su posicion inicial. A medida que el dispositivo de retencion atrae al bastidor 210b de accionamiento al borde delantero, y el extremo delantero del bastidor 210b de accionamiento sigue al dispositivo 260b de retencion, tambien el bastidor 210b de accionamiento se retrae a su posicion inicial. El aparato 200b de limpieza se puede modificar en la configuracion plegada, cuando el aparato 200b de limpieza se retrae a su posicion inicial. Si se utiliza un carril de grna, fuerzas de limpieza mas grandes que en las de realizacion mostrada en la Figura 2 son posibles, de modo que el aparato 200b de limpieza es tambien adecuado para la limpieza si se produce la formacion de hielo.

En una realizacion adicional, el bastidor 210b de accionamiento no se acciona principalmente por un flujo de aire en la direccion de la punta 147 de pala. En esta realizacion, el aparato 200b de limpieza se acciona de forma activa desde la porcion proximal de la pala del rotor hasta la porcion distal de la pala del rotor. Dentro de la pala 140, el dispositivo 260b de retencion se conecta a un cable 266b de accionamiento, que puede tirar del dispositivo 260b de retencion en la direccion M longitudinal. Un cabrestante para tirar del cable 266b de accionamiento se puede situar en la punta 147 de pala, o si una polea 268b del cable de accionamiento se situa en la punta 147 de pala, el mismo

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se puede disponer en la porcion interior, particularmente en el tercio interior, de la pala 140. En una realizacion el cabrestante para el cable 266b de accionamiento se puede disponer cerca del cabrestante para el cable 264b de retraccion. Por lo tanto, con un mecanismo de accionamiento que se encuentra dentro de la pala, que por tanto no afecta las propiedades aerodinamicas de la pala 140, el aparato 200b de limpieza se puede accionar a lo largo del borde delantero de la pala 140 independientemente de la operacion de la turbina 100 eolica, es decir, si el rotor eolico esta girando o no.

En las realizaciones que se muestran en la Figura 8, el aparato 200b de limpieza se gma desde el interior de la pala 140. Un carro o dispositivo de retencion se esta desplazando a lo largo del borde delantero en el interior, con el aparato 200b de limpieza exterior solamente mediante fuerzas magneticas. Los imanes tiranan del carro o dispositivo de retencion y del aparato de limpieza uno hacia el otro y, por tanto, mantendnan ambos en sus posiciones y garantizanan tension suficiente en los cables de limpieza. Puesto que el cable de recuperacion o retraccion se puede situar en el interior de la pala, las fuerzas del viento en el cable de recuperacion se evitan y se evita que se enreden.

En una realizacion adicional, mostrada en la Figura 9, se proporciona un aparato 200c de limpieza. En esta realizacion, el aparato 200c de limpieza se mueve tambien pasivamente en la direccion M longitudinal. El aparato 200c de limpieza tiene sustancialmente las mismas partes que la realizacion del aparato 200 de limpieza que se muestra en la Figura 2, es decir, un bastidor 210c de accionamiento y bastidor 22c de tension. Antes de que se realice la limpieza, la pala 140 del rotor para limpiar se hace girar a una posicion aproximadamente de as siete en punto como se muestra en la Figura 9. Ademas, la pala 140 del rotor se puede lanzar a una posicion de 0°. Ahora la turbina 100 eolica esta en una posicion de aparcamiento. El aparato 200c de limpieza se baja, por ejemplo, por una persona en la gondola o un cabrestante situado en la pala 140 del rotor o una proteccion 149, como se muestra en la realizacion de la Figura 7. El bastidor 210c de accionamiento puede incluir pesos, por ejemplo, pesos de plomo, para soportar el accionamiento del aparato 200c de limpieza con las fuerzas de gravedad. Cuando el aparato 200c de limpieza alcanza la posicion final, por ejemplo, cerca de la punta de pala del rotor 147, el aparato 200c de limpieza se tira hacia atras con un cable 250c de retraccion. Esto se puede realizar por un cabrestante o por una persona tal como se muestra en la Figura 9. Si se necesita una presion adicional, un cable o cuerda 280c presion conectado al aparato de limpieza, ya sea al bastidor 210c de accionamiento o al bastidor 220c de tension, o ambos al bastidor 210c de accionamiento y al bastidor 220c de tension. Si el cable 280c de presion se extrae aproximadamente perpendicular al borde 145 delantero de la pala 140 del rotor, una presion adicional de los cables de limpieza en el borde 145 delantero se acumula, de modo que tambien la suciedad persistente se puede retirar desde el borde 145 delantero. El cable 280c de presion se puede retirar por una persona en el terreno.

En una realizacion adicional, el aparato 200c de limpieza de la Figura 9 se puede utilizar tambien durante el giro del rotor eolico de la turbina eolica. En esta realizacion, el aparato 200c de limpieza se mueve tambien pasivamente en la direccion longitudinal. El cable 250c de retraccion se conecta a un cabrestante en la pala del rotor o a una proteccion como en la Figura 7. El cable 250c de retraccion se puede conectar al bastidor 210c de accionamiento o al bastidor 220c de tension. Si el cable 250c de retraccion se conecta al bastidor 220c de tension, el bastidor de accionamiento y el bastidor de tension se empujan entre sf como se describe con respecto de la Figura 2 con un resorte hasta que una parada limita el movimiento adicional. La fuerza del resorte se tiene que seleccionar de tal manera que el aparato de limpieza no se pliega durante el procedimiento de limpieza, cuando se mueve en la direccion M longitudinal. Ademas, el extremo delantero del bastidor 210c de accionamiento puede incluir un peso como ya se ha descrito. Ademas, el bastidor 220c de tension y el bastidor 210c de accionamiento se pueden formar de tal manera que durante la operacion el aparato 200c se presiona en el borde delantero por una corriente de aire durante el giro del rotor eolico. Esto puede en una realizacion adicional tambien o adicionalmente alcanzarse mediante un dispositivo de retencion situado dentro de la pala 140 del rotor como se ha descrito con respecto a la Figura 8. Por lo tanto, durante el giro del rotor eolico, el aparato 200c de limpieza, particularmente, el bastidor 210c de accionamiento se tira en la direccion M longitudinal por las fuerzas centnfugas. El cable 250c retraccion retiene el aparato de limpieza y el aparato 200c de limpieza se afloja lentamente por el cabrestante en la direccion de la punta 147 de pala, mientras que el cabrestante se conecta a un extremo proximal del cable 250c retraccion. Si el aparato de limpieza llega a una posicion mas exterior cerca de la punta 147 de pala, el mismo se retrae hacia atras, particularmente, en una proteccion, por el cabestrante. Durante el giro, el viento o corriente de aire relativa que incide en el bastidor 220c de tension y en el bastidor 210c de accionamiento asegura que el aparato de limpieza no caiga de la pala durante un movimiento descendente de la pala 140 del rotor.

Las diferentes realizaciones de la presente solicitud de patente se pueden combinar como un kit de partes. Por lo tanto, la realizacion unicamente accionada por las fuerzas del viento se puede combinar con la realizacion que utiliza las fuerzas gravitacionales o centnfugas. O la realizacion que utiliza las fuerzas gravitacionales o centnfugas se puede combinar con una realizacion que se mueve activamente. El diseno detallado del aparato de limpieza, particularmente, tambien una superficie del bastidor de accionamiento y del bastidor de la tension, puede depender de la velocidad de giro del rotor eolico de la turbina eolica y de las condiciones de viento esperadas. Ademas puede depender si la limpieza se puede realizar durante la parada del rotor eolico. Ademas, la configuracion del dispositivo de limpieza es tal que las turbinas eolicas ya existentes se pueden reequipar con un dispositivo de este tipo. Ademas, se entendera por los expertos en la materia que el dispositivo de limpieza se puede proporcionar en diversas formas distintas de las que se muestran en los dibujos adjuntos.

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La presente solicitud de patente divulga un aparato mecanico, que es capaz de limpiar la suciedad importante y, por lo tanto, de reducir significativamente la rugosidad superficial en el borde delantero. El dispositivo de limpieza se puede activar directamente despues de la deteccion de una acumulacion de insectos u otra acumulacion de suciedad en el borde delantero. El procedimiento de limpieza solo demora unos minutos. El deterioro del rendimiento de la turbina debido al aumento de resistencia aerodinamica es mmimo, si una proteccion se situa en el medio hacia el interior de la pala.

La figura 10 muestra un flujo de proceso esquematico de una realizacion del procedimiento de acuerdo con la solicitud de patente. El procedimiento que se muestra en la Figura 10 solo se puede activar si se aplican ciertas condiciones ambientales. Por ejemplo si, en el horario de verano, la probabilidad de una acumulacion de insectos es muy elevada o si las temperaturas estan por debajo de 2 grados centigrados por lo que existe un riesgo de que el hielo se adhiera en el borde delantero de un turbina eolica. Si el procedimiento de acuerdo con la Figura 10 se activa, un controlador monitorea permanentemente la eficiencia que podna ser, por ejemplo, la relacion de la potencia electrica producida en relacion con la fuerza del viento (vease la etapa 1010). Tambien se pueden utilizar otros procedimientos para detectar una acumulacion de suciedad en la pala del rotor. Si el rendimiento de la turbina eolica ha cafdo por debajo de un valor predeterminado que depende de las condiciones meteorologicas y del viento reales, el controlador determina que una limpieza de la pala del rotor es necesaria debido a la acumulacion de suciedad (vease la etapa 1020). Un mecanismo de autolimpieza se activa en la etapa 1030 para realizar una operacion de limpieza de los bordes delanteros de las palas del rotor. Esto se puede realizar con un dispositivo de limpieza de acuerdo con una de las realizaciones descritas anteriormente en la presente memoria. Ademas, la limpieza se puede realizar durante la operacion de la turbina eolica, es decir, cuando el rotor eolico de la turbina eolica esta girando. Por lo tanto, no se pierde tiempo valioso ni energfa, ya que la turbina eolica no se tiene que detener y volver a iniciar de nuevo despues de la operacion de limpieza en el ultimo caso. Por lo tanto, la eficiencia global de la turbina eolica puede aumentar. Si se ha terminado la limpieza de la pala del rotor (vease la etapa 1050), el controlador comienza a monitorizar la eficiencia de nuevo.

La presente solicitud de patente se puede referir tambien a un procedimiento para limpiar automaticamente las palas del rotor de una turbina eolica que comprende las etapas: determinar un rendimiento real de la turbina eolica; comparar el rendimiento determinado con un valor de referencia; activar un mecanismo de autolimpieza.

Ademas, la limpieza solo se puede activar, si el rotor eolico esta girando al menos a una velocidad de giro espedfica y/o las palas del rotor tienen un angulo de inclinacion espedfico.

Esta descripcion escrita utiliza ejemplos para divulgar una invencion, incluyendo el modo preferido, y tambien para permitir que cualquier persona experta en la materia ponga en practica la presente invencion. Si bien la invencion se ha descrito en terminos de diversas realizaciones espedficas, los expertos en la materia reconoceran que la invencion se puede poner en practica con modificaciones dentro del alcance de las reivindicaciones. Especialmente, las caractensticas mutuamente no excluyentes de las realizaciones descritas anteriormente se pueden combinar entre sf. El alcance patentable se define por las reivindicaciones, y puede incluir otros ejemplos que se les ocurren a los expertos en la tecnica. Se pretende que estos otros ejemplos esten comprendidos dentro del alcance de las reivindicaciones si tienen elementos estructurales que no difieren del lenguaje literal de las reivindicaciones, o si incluyen elementos estructurales equivalentes con diferencias no sustanciales del lenguaje literal de las reivindicaciones.

Claims (7)

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   REIVINDICACIONES

   1. Una pala del rotor de una turbina eolica que comprende un aparato (200, 200a, 200b) de limpieza de una superficie (145) exterior de la pala (140) del rotor, comprendiendo el aparato un primer bastidor (210, 210a, 210b) y un dispositivo (240, 240a, 242) de limpieza, estando el dispositivo de limpieza adaptado para conformar la superficie exterior y conectado al primera bastidor, en el que el aparato se adapta para situarse de forma deslizante sobre la superficie exterior de la pala del rotor, para deslizarse a lo largo de, y presionar sobre, la superficie exterior para limpiar dicha pala (140), y caracterizado porque dicho aparato se adapta ademas para mantenerse en una configuracion plegada dentro de una proteccion (149) dispuesta en un borde (145) delantero de la pala (140) del rotor.
2. 2. El aparato (200) de acuerdo con la reivindicacion 1, en el que el aparato (200, 200a, 200b) comprende un cable (250, 264b) de retraccion que tiene un primer extremo conectado al aparato y adaptado para extenderse desde el primer extremo en una direccion proximal, y un segundo extremo adaptado para conectarse a la turbina eolica, en el que el cable de retencion se adapta para traccionar del aparato (200, 200a, 200b) en la direccion proximal.
3. 3. El aparato (200) de acuerdo con la reivindicacion 1 o 2, en el que el primer bastidor (210, 210a, 210b) se adapta para abarcar el borde delantero, teniendo el primer bastidor un extremo (212, 212a) delantero en la direccion del borde delantero de la pala del rotor en operacion y los dos extremos (214, 214a, 216, 216a) traseros opuestos al extremo delantero, estando los dos extremos traseros adaptados para disponerse respectivamente en el lado de barlovento y en el lado de sotavento de la pala (140) del rotor de la turbina eolica en operacion, y/o en el que el aparato comprende ademas un segundo bastidor (220, 220a, 220b) adaptado para abarcar el borde delantero de la pala del rotor, teniendo el segundo bastidor un extremo (222, 222a) delantero en la direccion del borde delantero de la pala del rotor en operacion y en los dos extremos (224, 224a, 226, 226a) traseros opuestos al extremo delantero, estando los dos extremos traseros adaptados para disponerse, respectivamente, en el lado de barlovento y en el lado de sotavento de la pala del rotor de la turbina eolica en operacion, en el que los extremos traseros del segundo bastidor se conectan al primer bastidor, en el que el segundo bastidor se adapta para disponerse proximal al primer bastidor.
4. 4. El aparato (200) de acuerdo con la reivindicacion 3, en el que el segundo bastidor (220, 220a, 220b) conecta el primer bastidor (210, 210a, 210b) con una bisagra.
5. 5. El aparato (200) de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, en el que el primer bastidor (210, 210a, 210b) tiene una superficie que esta orientada de tal manera que una corriente de aire que incide sobre la superficie durante la operacion de la turbina eolica presiona el primer bastidor en el borde delantero de la pala del rotor, y/o en el que el primer bastidor (210, 210a) comprende una pala de accionamiento (210, 213a ) con una superficie que esta orientada de tal manera que una corriente de aire que incide sobre la superficie provoca una fuerza a una direccion (M) longitudinal de la pala.
6. 6. El aparato (200) de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5, en el que el dispositivo de limpieza (240, 240a, 242) y el primer bastidor (210, 210a, 210b) definen un componente exterior del aparato, adaptado para colocarse en el lado exterior de la pala del rotor, en el que el aparato comprende un componente (260a) interior adaptado para colocarse dentro de la pala (140) del rotor, en la que el componente interior se adapta para arrastrar al componente exterior sobre el borde delantero por medio de fuerzas magneticas.
7. 7. El aparato (200) de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 6, en el que el aparato comprende un cable de accionamiento que tiene un primer extremo conectado al aparato y adaptado para extenderse desde el primer extremo en la direccion de una punta de pala de la pala del rotor, en el que el cable de accionamiento tiene un segundo extremo adaptado para conectarse a la turbina eolica, en el que el cable de accionamiento se adapta para traccionar del aparato en direccion de la punta de pala de la pala (140) del rotor.