ES2620927B2 - Aerogenerador de eje de rotación vertical con turbina eólica de álabes compuestos - Google Patents
Aerogenerador de eje de rotación vertical con turbina eólica de álabes compuestos Download PDFInfo
- Publication number
- ES2620927B2 ES2620927B2 ES201531929A ES201531929A ES2620927B2 ES 2620927 B2 ES2620927 B2 ES 2620927B2 ES 201531929 A ES201531929 A ES 201531929A ES 201531929 A ES201531929 A ES 201531929A ES 2620927 B2 ES2620927 B2 ES 2620927B2
- Authority
- ES
- Spain
- Prior art keywords
- wind turbine
- blades
- composite
- vertical
- drag
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
- Y02E10/70—Wind energy
- Y02E10/74—Wind turbines with rotation axis perpendicular to the wind direction
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Sustainable Development (AREA)
- Sustainable Energy (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Wind Motors (AREA)
Abstract
Comprende una turbina eólica (10) que se compone de una pluralidad de álabes compuestos (5), dispuestos en posición vertical, que están formados exteriormente por un anverso con superficie convexa y por un reverso con superficie cóncava, con la finalidad de generar una fuerza horizontal de arrastre que provoca un movimiento angular de una turbina eólica (10), y en cuyo interior cada álabe compuesto (5) dispone de una pluralidad de palas con perfil aerodinámico (50), dispuestas en posición horizontal, situadas en la parte central de una pluralidad de deflectores (52), cuya finalidad es generar una fuerza vertical de arrastre, opuesta a la dirección de la gravedad, y una fuerza horizontal de sustentación que favorece el citado movimiento angular.
Description
Aerogenerador de eje de rotación vertical con turbina eólica de álabes compuestos.
5 Objeto y sector de la técnica al que se refiere la invención
La presente invención se refiere a un aerogenerador de eje de rotación vertical que dispone de una turbina eólica formada por una pluralidad de álabes compuestos.
10 El objeto de la invención es proporcionar una turbina eólica de eje vertical que, mediante una pluralidad de álabes compuestos, permite aprovechar fuerzas tanto de arrastre como de sustentación; así como su funcionamiento se produce en levitación reduciéndose por tanto las pérdidas de rozamiento; capacitada para funcionar con velocidades bajas de viento.
15 La invención se sitúa en el sector técnico de la generación eléctrica por fuentes de energías renovables, y más concretamente en el relativo al aprovechamiento de la energía eólica.
Generalidades y estado de la técnica anterior más próximo
20 En el estado de la técnica son conocidos diferentes tipos de turbinas eólicas, que normalmente admiten una primera clasificación según la posición horizontal o vertical del eje de giro de la aeroturbina. Una segunda clasificación se realiza según su principio de funcionamiento, según se base en fuerzas de arrastre "drag" , fuerzas de sustentación
25 "Iift", o una mezcla de ambas.
Es bien conocido el modelo Darrieus, siendo de eje vertical y principalmente de sustentación; también el modelo Savonius, siendo de eje vertical y de arrastre; así como los modelos monopala, bipala, y tripala construidos mediante perfil aerodinámico, siendo
3 O éstos de eje horizontal y principalmente de sustentación. En general presentan un coeficiente de potencia mayor los modelos de sustentación frente a los modelos de arrastre, llegando fáci lmente al doble de eficiencia.
Las turbinas eólicas de eje horizontal son unidireccionales por lo que necesitan de
35 sistemas de orientación para posicionarse en la dirección del viento. Las turbinas eólicas de eje vertical son omnidireccionales por lo que no necesitan sistema alguno de orientación.
Se conocen rotores eólicos de eje horizontal y de sustentación que aun teniendo un buen
4 O coeficiente de potencia presentan numerosos problemas e inconvenientes, tales como la necesidad de un costoso e ineficiente sistema de orientación o la necesidad de un freno mecánico activo para la parada del rotor; por otra parte no permiten captar velocidades de viento bajas (3-5 mis). Además, la vibración que soportan durante su funcionamiento los rotores de eje horizontal es muy acusada, así como la generación de ruido elevado,
4 S resultando, por otra parte, perjudicial para la avifauna ya que las aves no detectan convenientemente este tipo de rotores.
Se conocen rotores eólicos de eje vertical, adoleciendo todos ellos de un escaso rendimiento energético debido al empleo de álabes que funcionan principalmente en arrastre ya que aunque sean mixtos la función de sustentación solo se activa en una pequeña ventana angular.
5 En el estado de la técnica más cercana tenemos los siguientes documentos, entre muchos otros:
En el documento de patente denominado DO I con número de publicación US10 7344353_82 Y fecha de presentación 18.03.2008 y titulado literalmente: "Helical wind rurbine", se describe una turbina eólica de eje vertical con forma helicoidal.
En el documento de patente denominado D02 con número de publicación ES2364828_82 Y fecha de presentación 02.03.2010 Y titulado literalmente: "Rotor eólico de 15 eje vertical", se describe un rotor constituido por un eje vertical, dos soportes horizontales extremos y una pluralidad de álabes alternativamente de arrastre y de sustentación.
En el documento de patente denominado D03 con número de publicación US8348618_82 y fecha de presentación 08.04.2010 y titulado literalmente: "Mass produced 2 O composite wind turbine blades", se describe una estructura ensamblada por niveles para conformar palas de turbinas eólicas de eje vertical.
En el documento de patente denominado D04 con número de publicación US7976267_82 y fecha de presentación 10.08.2010 y titulado literalmente: "Helix turbine 25 system and energy roduction means", se describe una turbina eólica de eje vertical con forma helicoidal.
Principios básicos de la invención
3 O El aerogenerador de eje de rotación vertical con turbina eólica de álabes compuestos (1) preconiza una turbina eólica ( 10) formada por una pluralidad de álabes compuestos (5) caracterizados porque:
un álabe compuesto (5) externamente es de disposición vertical con función 35 de arrastre; estos álabes aprovechan las velocidades de viento bajas (3-5 mis);
un álabe compuesto (5) internamente está formado por una pluralidad de palas con perfil aerodinámico (50) con función de sustentación, presentando dichas palas (50) un ángulo de ataque (a) constante, consiguiéndose esta propiedad
4 O mediante la incorporación de un deflector;
Problema técnico planteado
Los sistemas del estado de la técnica anterior presentan una problemática que se centra 45 fundamentalmente en los siguientes aspectos:
- X
- Los aerogeneradores que constan de una turbina eóli ca de eje horizontal de tipo
- sustentación son unidireccionales por lo que requieren un sistema de orientación
- para posicionarse en la dirección del viento, reduciendo su coefi ciente de potencia
- si los vientos son muy cambiantes en dirección o si tienen componente inclinada;
- 5
- X
- Los aerogeneradores que constan de una turbina eólica de eje vertical de tipo
- sustentación requieren de unos álabes en disposición vertical, los cuales se ven
- afectados por un ángulo de ataque (a) variable comprendido, en cada revolución
- completa, entre a y a + 360°, provocándose la entrada en pérdida de sustentación;
- 10
- X
- Los aerogeneradores que constan de una turbina eólica de eje vertical de tipo
- sustentación requieren de unos álabes en disposición verti cal, los cuales se ven
- afectados por un bajísimo par de arranque necesitando de energía auxiliar para el
- arranque o de una inclusión de álabes de tipo arrastre para fa vorecer el arranque,
- 15
- convirtiéndose el rotor eólico en tipo mixto (sustentación + arrastre);
X Los aerogeneradores en general se ven afectados por una fuerza de arrastre, de componente perpendicular al plano del movimiento, que provoca, junto al peso de la turbina eólica, un aumento de las pérdidas por rozamiento en cojinetes;
20 X Los aerogeneradores en general se ven afectados por el riesgo destructivo de sobre-velocidad por lo que requieren de frenos activados por energía externa.
Ventaja técnica que aporta la invención
25 El dispositivo (1) que preconiza la invención resuelve de fonna plenamente satisfactoria la problemática anteriormente expuesta, en todos y cada uno de los diferentes aspectos comentados y que se detallan a continuación:
3 O ../ El aerogenerador de eje de rotación vertical con turbina eólica de álabes compuestos (1 ) que preconiza la invención es omnidireccional por lo que no requiere de sistema de orientación;
.¡' El aerogenerador de eje de rotación vertica I con turbina eólica de álabes
35 compuestos (1) que preconiza la invención dispone de una pluralidad de palas con perfil aerodinámico (50) en disposición horizontal, presentando un ángulo de ataque (a) constante, siendo ésta una necesidad hace tiempo buscada;
.¡' El acrogcnerador de eje de rotación vertical con turbina cólica de álabes
4 O compuestos (1) que preconiza la invención dispone de una pluralidad de álabes compuestos (5), con función externa de arrastre, disponiendo por tanto de un elevado par de arranque;
.¡' El aerogenerador de eje de rotación vertical con turbina eólica de álabes 45 compuestos (1) que preconiza la invención utiliza la componente vertical de la
fuerza de arrastre para contrarrestar el peso de la turbina eólica (10) y func ionar
en levitación;
..¡' El aerogenerador de eje de rotación vertical con turbina eólica de álabes 5 compuestos (1) que preconiza la in vención utiliza la componente vertical de la fuerza de arrastre para en caso de sobre-velocidad actuar sobre un freno dinámico
(3) sin necesidad de empleo de energía externa.
Breve descripción de las figuras
10 Para complementar la descripción y con objeto de ayudar a una mejor comprensión de las características de la invención, se acompaña como parte integrante de dicha descripción, un juego de figuras con carácter ilustrativo y no limitativo.
Glosario de referencias
15 Aerogenerador de eje de rotación vertical con turbina eólica de álabes compuestos;
( 10) Turbina eólica;
- (2)
- Generador multiplicador; 2 O (21) Árbol interior;
- (3)
- Freno dinámico;
- (30)
- Carcasa;
(31 ) Disco freno rotante;
- (32)
- Disco freno fijo; 25 (33) Muelle;
- (34)
- Cojinete;
- (4)
- Árbol exterior;
- (5)
- Álabe compuesto;
- (50)
- Pala con perfil aerodinámico; 3 0 (51) Parte inferior del deflector;
(510) Entrada del deflector;
- (52)
- Parte central del deflector;
- (53)
- Parte superior del deflector;
(530) Salida del deflector; 35 (6) Radio roscado;
(7) Columna;
(50 1) Tomillo 1;
(502) Tomillo 2;
(503) Tomillo 3;
4 0 (AR501) Orificio roscado 1; (AR502) Orificio roscado 2; (AR503) Orificio roscado 3; (AR6) Orificio roscado 4; T6 Tuerca;
45 R4 Ranura; T4 Tomillo; Figura I (Fig.l).-muestra una vista en perspectiva de una turbina eó lica (lO) de un aerogenerador de eje de rotación vertical con turbina eólica de álabes compuestos (1);
Figura 2 (Fig.2).-muestra, en Fig.2A un detalle "A", y en Fig.28 un detalle "8", de
5 una turbina eólica (10);
Figura 3 (Fig.3).-muestra una vista en alzado de un aerogenerador de eje de rotación vertical con turbina eólica de álabes compuestos (1);
10 Figura 4 (Fig.4).-muestra una vista en planta de un aerogenerador de eje de rotación vertical con turbina eólica de álabes compuestos (1);
Figura S (Fig.5).-muestra, en Fig.5A una vista en planta, en Fig.5B una vista en perfil, en Fig.5C un detalle, de un álabe (5);
15 Figura 6 (Fig.6).-muestra, en Fig.6A un corte longitudinal "A-A", en Fig.68 un corte transversal "B-B", en Fig.6C un detalle, de un álabe compuesto (5);
Figura 7 (Fig.7).-muestra, en Fig.7A una vista en planta, y en Fig.7B una vista en 2 O alzado delantero "C", de un álabe compuesto (5);
Figura 8 (Fig.8).-muestra, en Fig.8A una vista en planta, y en Fig.7B una vista en alzado trasero "O", de un álabe compuesto (5);
25 Figura 9 (Fig.9).-muestra, en Fig.9A una vista en planta de montaje de un álabe compuesto (5), y en Fig.9B una vista en alzado de un álabe compuesto (5) montado en una turbina eólica (10);
Figura 10 (Fig.lO).-muestra una vista en corte de un freno dinámico (3), en Fig.IOA 3 O con un rotor eólico (10) en reposo, y en Fig.l0A con un rotor eólico ( 10) en máximo movimiento;
Figura 11 (Fig.ll).-muestra un resultado gráfico de una simulación en ANSYS FLUENT de una pala con perfil aerodinámico (50), en Fig.llA de vectores de 35 velocidad, y en Fig.ll 8 de contornos de velocidad;
Figura 12 (Fig.l2).-muestra un resultado gráfico de una simulación en ANSYS
FLUENT de una pala con perfil aerodinámico (50), en Fig.12A de contornos de
presión, y en Fig.12B de líneas de corriente de velocidad;
40 Descripción detallada de la invención y exposición detallada de un modo de realización preferente de la invención
Se describe detalladamente una realización preferente de la invención, de entre las 45 distintas alternativas posibles, mediante enumeración de sus componentes así como de su relación funcional en base a referencias a las figuras, que se han incluido, a título ilustrativo y no limitativo, según los principios de las reivindicaciones
Un aerogenerador de eje de rotación vertical con turbina eólica de álabes compuestos (1) 5 se compone de:
a. una columna (7), cualquiera del estado de la técnica, cuya función es soportar y elevar en altura una turbina eólica (lO) y sus diferentes elementos;
10 b. un generador multiplicador (2), cualquiera del estado de la técnica, cuya función es adecuar la velocidad angular de una turbina eólica (lO) con la de un generador y convertir la energía mecánica captada del viento por una turbina eólica ( 10) en energía eléctrica en un generador eléctrico;
15 c. un un freno dinámico (3) compuesto por: una carcasa (30), un disco freno rotante (3 1), un disco freno fijo (32), un muelle (33), y un cojinete (34), y cuya función es pennitir que la componente vertical de la fuerza de arrastre pueda contrarrestar el peso de una turbina eólica (10) para funcionar en levitación, y por lo tanto reducir las pérdidas de rozamiento, y para que en caso de sobre-velocidad realizar un frenado, siendo el
2 O frenado más intenso cuanto mayor sea dicha sobre-velocidad;
d. un árbol exterior (4), con eje de giro vertical, cuya función es sujetar una pluralidad de álabes compuestos (5) mediante una pluralidad de radios roscados (6) y recolectar la energía mecánica distribuida que le llega de cada uno de ellos y transmitirla hasta un
25 árbol interior (2 1);
- e.
- una pluralidad de álabes compuestos (5), dispuestos en posición vertical, que están
- fonnados exteriormente por un anverso con superficie convexa y por un reverso con
- superficie cóncava, con la finalidad de generar una fuerza horizontal de arrastre que
- 30
- provoca un movimiento angular de una turbina eólica (lO), y en cuyo interior cada
- álabe compuesto (5) dispone de una pluralidad de palas con perfil aerodinámico (50),
- dispuestas en posición horizontal, situadas en la parte central de una pluralidad de
- deflectores (52), cuya finalidad es generar una fuerza vertical de arrastre, opuesta a la
- dirección de la gravedad, y una fuerza horizontal de sustentación que favorece el citado
- 35
- movimiento angular;
caracterizándose porque las palas con perfil aerodinámico (50) presentan un ángulo de ataque (a) constante independientemente de la posición de rotación de la turbina eólica (10), sin entrar nunca en pérdida aerodinámica.
Para complementar la descripción y con objeto de ayudar a una mejor comprensión de las características de la invención se realiza a continuación un completa descripción del juego de figuras.
Figura I (Fig.I).-muestra una vista en perspectiva de una turbina eólica ( 10) de un aerogenerador de eje de rotación vertical con turbina eólica de álabes compuestos (1)_
Una turbina eólica (10) comprende una pluralidad de álabes compuestos (5), dispuestos
5 en posición vertical, sujetos a un árbol exterior (4) mediante una pluralidad de radios roscados (6). Obsérvese que se han señalizado un detalle "A" y un detalle "B" que se incluyen en la Fig.2.
10 Figura 2 (Fig.2).-muestra, en Fig.2A un detalle "A", y en Fig.2B un detalle "B", de una rurbina eólica ( 10).
En la vista en detalle "A" puede observarse el anverso con superficie convexa de un álabe compuesto (5); apréciese la correspondiente pluralidad de entradas del deflector (510);
15 En la vista en detalle "8" puede observarse el reverso con superficie cóncava de un álabe compuesto (5); apréciese la correspondiente pluralidad de salidas del deflector (530);
La finalidad de la superficie exterior de cada álabe compuesto (5) es generar una fuerza 2 O horizontal de arrastre que provoca un movimiento angular de una turbina eólica (10).
Figura 3 (Fig.3).-muestra una vista en alzado de un aerogenerador de eje de rotación vertical con turbina eólica de álabes compuestos (1).
25 Se dispone de una columna (7), cualquiera del estado de la técnica, cuya función es soportar y elevar en altura un generador multiplicador (2), un freno dinámico (3), y una turbina eólica ( 10).
La función de un generador multiplicador (2), cualquiera del estado de la técnica, es
3 O adecuar la velocidad angular de una turbina eólica ( 10) con la de un generador y convertir la energía mecánica captada del viento por una turbina eólica ( 10) en energía eléctrica en un generador eléctrico.
Figura 4 (Fig.4).-muestra una vista en planta de un aerogenerador de eje de rotación 35 vertical con turbina eólica de álabes compuestos (1).
Una turbina eólica (10) comprende una pluralidad de álabes compuestos (5), dispuestos en posición vertical, sujetos a un árbol exterior (4) mediante una pluralidad de radios roscados (6).
40 Figura 5 (Fig.5).-muestra, en Fig.5A una vista en planta, en Fig.58 una vista en perfil, en Fig.5C un detalle, de un álabe (5).
Obsérvese en la vista en detalle, Fig.5C, el tomillo 1 (501) Y tomillo 2 (502) para fijación 45 de cada pala con perfil aerodinámico (50).
Figura 6 (Fig.6).-muestra, en Fig.6A un corte longitudinal "A-A", en Fig.6B un corte transversal "S-8", en Fig.6C un detalle, de un álabe compuesto (5).
Obsérvese en la vista en corte longitudinal "A-A", Fig.6A, una pluralidad de palas con 5 perfil aerodinámico (50). Como puede verse en Fig.6B, una pala con perfil aerodinámico
(50) vista en planta presenta una curvatura longitudinal para adaptarse a la curvatura de un álabe compuesto (5) y presenta un ángulo de ataque (a) constante independientemente de la posición de rotación de la turbina eólica (10); para ello la pala (50) se ubica en la parte central de un detlector (52), según puede observarse en Fig. 6C. La admisión de
10 aire se produce por una entrada del detlector (510) ubicada en la parte inferior del deflector (5 1), y la salida de aire por una salida del deflector (530) ubicada en la parte superior del deflector (53).
Figura 7 (Fig.7).-muestra, en Fig.7A una vista en planta, y en Fig.7B una vista en alzado 15 delantero "C", de un álabe compuesto (5).
Puede observarse el anverso con superficie convexa de un álabe compuesto (5); apréciese la correspondiente pluralidad de entradas del deflector (5 10).
2 O Figura 8 (Fig.8).-muestra, en Fig.8A una vista en planta, y en Fig.7B una vista en alzado trasero "O", de un álabe compuesto (5).
Puede observarse el reverso con superficie cóncava de un álabe compuesto (5); apréciese la correspondiente pluralidad de salidas del deflector (530).
25 Figura 9 (Fig.9).-muestra, en Fig.9A una vista en planta de montaje de un álabe compuesto (5), y en Fig.9B una vista en alzado de un álabe compuesto (5) montado en una turbina eólica (10).
30 El montaje y fijación de un álabe compuesto (5) a un árbol exterior (4), que es el eje de giro vertical de una turbina eólica ( 10), se realiza mediante el siguiente procedimiento de montaje:
3. Introducir una pala con perfil aerodinámico (50) por la correspondiente entrada del
35 deflector (5 10), avanzando por la parte inferior del deflector (51), hasta situarla en su posición en el interior de la parte central del deflector (52);
b. Fijar la pala (50) mediante el roscado de lostornillos 1, 2, Y 3 (501 , 502, Y 503) en los
correspondientes orificios roscados 1, 2, Y 3 (AR50 ], AR502, Y AR503); 40
c. Soportar un álabe compuesto (5) mediante el roscado de un extremo de un radio roscado (6) en el orificio roscado 4 (AR6) Y atornillado del otro extremo, mediante un par de tuercas (T6), en un árbol exterior (4);
Figura 10 (Fig.IO).-muestra una vista en corte de un freno dinámico (3), en Fig.IOA con un rotor eólico (10) en reposo, y en Fig.IOA con un rotor eólico (10) en máximo movimiento.
5 Un freno dinámico (3) compuesto por una carcasa (30). un disco freno rotante (31) Y un disco freno fijo (32), y cuya función es permitir que la componente vertical de la fuerza de arrastre, generada por una pluralidad de palas con perfil aerodinámico (50), pueda contrarrestar el peso de una turbina eólica (10) para funcionar en levitación, y por lo tanto reducir las pérdidas de rozamiento, y en caso de sobre-velocidad realizar un frenado,
10 siendo el frenado más intenso cuanto mayor sea dicha sobre-velocidad.
Obsérvese que se permite el desplazamiento de un árbol exterior (4) sobre un árbol interior (21), para permitir el funcionamiento en levitación. Para ello se ha practicad.o una ranura (R4) en un árbol exterior (4) para permitir que unos tornillos (T4), roscados en un 15 árbol interior (21) Y que son los encargados de transmitir un par motriz ejercido por una rurbina eólica (10) entre ambos árboles (21 ,4), puedan desplazarse en la dirección del eje.
Cuando la componente vertical de la fuerza de arrastre, generada como se ha dicho por una pluralidad de palas con perfil aerodinámico (50), es un poco mayor que la masa de 2 O una turbina eólica (10), ésta se eleva levitando. Si la fuerza vertical sigue aumentando, la elevación se ve contrarrestada por la influencia de un muelle (33) para evitar que se accione el freno en régimen nominal. Una vez superado el régimen nominal se vence la acción del muelle (33) y se inicia el frenado. Un extremo del muelle (33) va fijado directamente a un disco freno rotante (31) y el otro extremo a un cojinete (34) para
25 permitir la rotación de un árbol exterior (4).
Figura 11 (Fig.ll).-muestra un resultado gráfico de una simulación en ANSYS FLUENT de una pala con perfil aerodinámico (50), en Fig.IIA de vectores de velocidad, y en Fig.11 B de contornos de velocidad.
30 La admisión de aire se produce por una entrada del de flector (510) ubicada en la parte inferior del deflector (51), y la salida de aire por una salida del deflector (530) ubicada en la parte superior del deflector (53). El deflector convierte la componente horizontal del viento en componente vertical en la parte central del detlector, que es donde se ubica una
35 pala con perfil aerodinámico (50). En dicha pala (50) se produce una fuerza horizontal de sustentación (hacia la izquierda de la figura), ver Tab.Ol, y una fuerza vertical de arrastre (hacia arriba de la figura), ver Tab.02.
- Zone
- Forces (N) Coefficients
- wall
- Pressure Viscous Tota l Pressure Viscous Tota l
- alabe
- -1:1. 08 -o 001~ -1:1. og -18oq -o 001) -~8 ~o
40 Tabla.OI (Tab.OI). Resultado de fuerzas generadas en una pala con perfil aerod.inámico
(50) segun el vector de dirección ( lOO), es decir eje x
Tabla.02 (Tab.02). Resultado de fuerzas generadas en una pala con perfil aerodinámico 5 (50) según el vector de dirección (010), es decir eje y.
Según los resultados mostrados en cada pala (50) se produce:
una fuerza horizontal de sustentación, a favor del movimiento angular de la 10 turbina eólica (10), de 11,09 N, referenciado a la unidad de superficie de un
m2 ;
una fuerza vertical de arrastre, en contra de la dirección de la gravedad, de 1,46 N, referenciado a la unidad de superficie de un m2;
15 La fuerza total generada en una pluralidad de palas (50) se obtiene multiplicando el número de palas por la fuerza unitaria por pala.
La fuerza total generada en una turbina eólica (10) es la indicada en el párrafo anterior 2 O incrementada con la obtenida por la geometría exterior de la pluralidad de álabes compuestos (5), esta fuerza es horizontal de arrastre.
Figura 12 (Fig.12).-muestra un resultado gráfico de una simulación en ANSYS FLUENT de una pala con perfil aerodinámico (50), en Fig.12A de contornos de presión, 25 yen Fig.12B de líneas de corriente de velocidad.
El estudio de presiones y líneas de corriente sirve para optimizar la geometría del modelo objeto de estudio.
Claims (3)
- REIVINDICACIONES1. Aerogenerador de eje de rotación vertical con turbina eólica de álabes compuestos (1),del tipo de los que incorporan una columna (7), un generador multiplicador (2), y una S turbina eólica (10), que se caracteriza por constar de:
- 3 . un freno dinámico (3) compuesto por: una carcasa (30), un disco freno rotante (31), un disco freno fijo (32), un muelle (33), y un coj inete (34), y cuya función es permitir que la componente vertical de la fuerza de arrastre pueda contrarrestar10 el peso de una turbina eólica (10) para funcionar en levitación, y por lo tanto reducir las pérdidas de rozamiento, y para que en caso de sobre-velocidad realizar un frenado, siendo el frenado más intenso cuanto mayor sea dicha sobrevelocidad;15 b. un árbol exterior (4), con eje de giro vertical, cuya función es sujetar una pluralidad de álabes compuestos (5) mediante una pluralidad de radios roscados(6) y recolectar la energía mecánica distribuida que le llega de cada uno de ellos y transmitirla hasta un árbol interior (2 1);
- 2 O
- c. una pluralidad de álabes compuestos (5), dispuestos en posición vertical, que están
- formados exteriormente por un anverso con superficie convexa y por un reverso
- con
- superficie cóncava, con la finalidad de generar una fuerza horizontal de
- arrastre que provoca un movimiento angular de una turbina eólica (10), y en cuyo
- interior cada álabe compuesto (5) dispone de una pluralidad de palas con perfil
- 25
- aerodinámico (50), dispuestas en posición horizontal, situadas en la parte central
- de una pluralidad de deflectores (52), cuya finalidad es generar una fuerza vertical
- de arrastre, opuesta a la dirección de la gravedad, y una fuerza horizontal de
- sustentación que favorece el citado movimiento angular;
3 O Y porque las palas con perfil aerodinámico (50) presentan un ángulo de ataque (a) constante independientemente de la posición de rotación de la turbina eólica (10), sin entrar nunca en pérdida aerodinámica. - 2. Aerogenerador de eje de rotación vertical con turbina eólica de álabes compuestos (1),35 según reivindicación 1, que se caracteriza por el hecho de que cada una de dichas palas con perfil aerodinámico (50) tienen una configuración geométrica en planta que presenta la forma de un arco circular y una sección transversal de perfil aerodinámico.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| ES201531929A ES2620927B2 (es) | 2015-12-29 | 2015-12-29 | Aerogenerador de eje de rotación vertical con turbina eólica de álabes compuestos |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| ES201531929A ES2620927B2 (es) | 2015-12-29 | 2015-12-29 | Aerogenerador de eje de rotación vertical con turbina eólica de álabes compuestos |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| ES2620927A1 ES2620927A1 (es) | 2017-06-30 |
| ES2620927B2 true ES2620927B2 (es) | 2018-02-19 |
Family
ID=59096054
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| ES201531929A Expired - Fee Related ES2620927B2 (es) | 2015-12-29 | 2015-12-29 | Aerogenerador de eje de rotación vertical con turbina eólica de álabes compuestos |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| ES (1) | ES2620927B2 (es) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CL2018002529A1 (es) | 2018-09-04 | 2019-01-18 | Orellana Olguin Nicolas Gonzalo | Aparato generador omnidireccional |
Family Cites Families (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2006095396A1 (ja) * | 2005-03-07 | 2006-09-14 | Intellectual Property Bank Corp. | 垂直軸風車用ブレードとそれを備えた揚力型垂直軸風車 |
| CN101749180B (zh) * | 2008-12-02 | 2012-02-01 | 叶东华 | 垂直轴式风力发电机的叶片 |
| US7988413B2 (en) * | 2010-04-23 | 2011-08-02 | Eastern Wind Power | Vertical axis wind turbine |
| WO2013016593A1 (en) * | 2011-07-26 | 2013-01-31 | Wing Power Energy, Inc. | System and method for efficient wind power generation |
| US9528498B2 (en) * | 2012-09-13 | 2016-12-27 | Jaime Miguel Bardia | On or off grid vertical axis wind turbine and self contained rapid deployment autonoous battlefield robot recharging and forward operating base horizontal axis wind turbine |
-
2015
- 2015-12-29 ES ES201531929A patent/ES2620927B2/es not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| ES2620927A1 (es) | 2017-06-30 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US9683547B2 (en) | Wind turbine having nacelle fence | |
| US7726934B2 (en) | Vertical axis wind turbine | |
| US9022721B2 (en) | Vertical axis wind turbine | |
| ES2590039T3 (es) | Turbina eólica | |
| US10138866B2 (en) | Fluid power generation method and fluid power generation device | |
| ES2948797T3 (es) | Dispositivo para convertir energía cinética de un medio que fluye en energía eléctrica | |
| ES2745760T3 (es) | Deflector de flujo para pala | |
| JP2007529662A5 (es) | ||
| ES2774019T3 (es) | Turbina eólica mejorada adecuada para montaje sin torre de turbina eólica | |
| GB2463957A (en) | Multiple rotor vertical axis wind turbine | |
| JP2013534592A (ja) | 垂直軸風車 | |
| PT104629A (pt) | Dispositivo eólico omnidireccional de fluxo combinado para obtenção de energia eléctrica | |
| ES2620927B2 (es) | Aerogenerador de eje de rotación vertical con turbina eólica de álabes compuestos | |
| MD4213C1 (ro) | Turbină eoliană | |
| KR20140102459A (ko) | 수직축풍력 발전기에 사용하는 수직축 날개들부(분)용기 | |
| RU2351798C1 (ru) | Ветровая энергетическая установка | |
| JP2015166562A (ja) | 強風による過回転を防止できる垂直軸抗力型風車及び風力発電装置 | |
| RU79622U1 (ru) | Ветроэнергоустановка | |
| ES2879293T3 (es) | Central de energía eólica con un rotor vertical y una construcción de superficie de ingreso | |
| RU120152U1 (ru) | Ветроэлектрический генератор | |
| KR20090040190A (ko) | 빌딩형 풍력 발전 시스템, | |
| EP2137405A2 (en) | Innovative horizontal axis wind turbine of high efficiency | |
| TWI580862B (zh) | Turbine power plant | |
| ES1298421U (es) | Aerogenerador | |
| ES2408336A1 (es) | Dispositivo aerogenerador de movimiento alternativo de vaivén |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| FG2A | Definitive protection |
Ref document number: 2620927 Country of ref document: ES Kind code of ref document: B2 Effective date: 20180219 |
|
| FD2A | Announcement of lapse in spain |
Effective date: 20260127 |