ES2643794T3 - Turbina eólica con parte superior enfriadora - Google Patents

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ES2643794T3
ES2643794T3 ES10702406.9T ES10702406T ES2643794T3 ES 2643794 T3 ES2643794 T3 ES 2643794T3 ES 10702406 T ES10702406 T ES 10702406T ES 2643794 T3 ES2643794 T3 ES 2643794T3
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ES
Spain
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gondola
wind turbine
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cooling device
face
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ES10702406.9T
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English (en)
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Krishnamoorthi Sivalingam
Anand Bahuguni
Ravi Kandasamy
Srikanth Narasimalu
John K. Grevsen
Jesper Nyvad
Paul T. Tietze
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Vestas Wind Systems AS
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Description

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DESCRIPCION
Turbina eolica con parte superior enfriadora Campo de la invencion
La presente invencion se refiere a una gondola de turbina eolica que tiene una primera cara con una extension longitudinal en la direccion del viento, que comprende un dispositivo de enfriamiento que tiene un area de enfriamiento y que se extiende desde la primera cara de la gondola, y una cubierta que tiene al menos una cara interna y al menos un borde frontal orientado hacia la direccion del viento, estando el dispositivo de enfriamiento encerrado por la primera cara de la gondola y la cara interna de la cubierta.
La presente invencion tambien se refiere a una turbina eolica.
Antecedentes de la tecnica
Una turbina eolica convierte energfa eolica en energfa electrica usando un generador situado entre otros equipos en la gondola de turbina eolica. Cuando el generador convierte energfa, se calientan las paredes y el aire que rodean los equipos y, por tanto, tambien se calienta el propio equipo.
Cuando se calientan los equipos, la eficiencia con la que se produce la conversion se reduce sustancialmente. Para enfriar los equipos, las paredes y el aire que rodean los equipos se enfnan por medio de un disipador de calor colocado en la parte superior de la gondola tal como se muestra en el documento WO 2008/131766 A2. Por tanto, el aire exterior fno pasa a traves del disipador de calor y enfna un fluido dentro del disipador de calor, que se usa posteriormente para enfriar las paredes o el aire que rodean los equipos.
Sin embargo, tales construcciones de enfriamiento han demostrado no ser lo suficientemente eficientes como para proporcionar un enfriamiento optimo de las paredes y del aire que rodean los equipos de la gondola de turbina eolica.
El documento JP 2004 285984 da a conocer una turbina eolica de eje horizontal con una cubierta encima de la parte trasera de la gondola y un enfriador alojado en la cubierta.
Sumario de la invencion
Es un objeto de la presente invencion superar completa o parcialmente las desventajas y los inconvenientes anteriores de la tecnica anterior. Mas espedficamente, es un objeto proporcionar una gondola de turbina eolica mejorada que pueda enfriar el generador y otros equipos en el interior de la gondola mas eficientemente que las soluciones de la tecnica anterior.
La invencion esta definida por las reivindicaciones adjuntas.
Los objetos anteriores, junto con otros numerosos objetos, ventajas y caractensticas, que resultaran evidentes a partir de la siguiente descripcion, se consiguen mediante una solucion segun la presente invencion en la que el dispositivo de enfriamiento esta dispuesto a una distancia frontal de al menos 440 mm desde el borde frontal de la cubierta.
El disponer el dispositivo de enfriamiento con una distancia frontal de al menos 440 mm desde el borde frontal de la cubierta hace posible un enfriamiento mas eficiente, y por tanto la capacidad del dispositivo de enfriamiento se usa mas plenamente. Ademas, el encerrar el dispositivo de enfriamiento en la cubierta y disponer el dispositivo de enfriamiento al menos 440 mm en el interior de la cubierta, es decir desde el borde frontal de la cubierta, crea un flujo de aire hacia el dispositivo de enfriamiento, y la capacidad del area de enfriamiento del dispositivo de enfriamiento tambien se usa por tanto mas plenamente.
Ademas, si el dispositivo de enfriamiento esta situado cerca del borde frontal de la cubierta, el aire se encuentra con resistencia al flujo antes de entrar en la cubierta. Ademas, el flujo se dirige lejos del dispositivo de enfriamiento. Por consiguiente, el situar el dispositivo de enfriamiento cerca del borde frontal de la cubierta reduce el flujo masico a traves del dispositivo de enfriamiento.
El flujo masico que pasa mas alla del dispositivo de enfriamiento tambien se reduce si el dispositivo de enfriamiento esta situado cerca del borde posterior de la cubierta. Esto se debe a la inversion del flujo y la presion negativa del lado trasero detras de la cubierta.
Por tanto, una ventaja adicional de encerrar el dispositivo de enfriamiento dentro de la cubierta es que la cubierta puede dotar a la gondola de turbina eolica de un diseno reconocible, que puede usarse para identificar al fabricante de la turbina eolica.
En una realizacion, la distancia frontal puede ser de al menos 600 mm, preferiblemente al menos 800 mm, mas preferiblemente al menos 1000 mm.
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Algunas pruebas han demostrado que el enfriamiento es mas uniforme y eficiente cuando la distancia frontal es de al menos 600 mm, y todavfa mas uniforme y eficiente cuando la distancia frontal es de al menos 800 mm, y todavfa mas uniforme y eficiente cuando la distancia es de al menos 1000 mm.
Ademas, la distancia frontal puede ser de entre 600 y 1400 mm, preferiblemente entre 1000 y 1100 mm.
Algunas pruebas han demostrado que, independientemente de la relacion altura/anchura del dispositivo de enfriamiento, el enfriamiento mas uniforme y eficiente se obtiene cuando el dispositivo de enfriamiento se dispone entre 600 mm y 1400 mm del borde frontal. Algunas pruebas han demostrado ademas que es preferible una distancia frontal de entre 1000 y 1100 mm independientemente de la relacion altura/anchura del dispositivo de enfriamiento.
En una realizacion, el borde frontal de la cubierta puede inclinarse hacia a o alejandose del dispositivo de enfriamiento. Ademas, la distancia frontal desde el borde frontal inclinado de la cubierta puede ser una distancia mas corta entre el borde frontal y el dispositivo de enfriamiento.
La cubierta tambien puede tener un borde posterior, estando dispuesto el borde posterior a una distancia posterior predeterminada desde el dispositivo de enfriamiento. El borde posterior de la cubierta puede tambien inclinarse hacia a o alejandose del dispositivo de enfriamiento.
En una realizacion, la cubierta puede tener dos caras internas laterales y una cara interna superior, y el dispositivo de enfriamiento puede estar encerrado por la primera cara de la gondola y las dos caras internas laterales y la cara interna superior de la cubierta.
Cuando la cubierta tiene una seccion transversal sustancialmente cuadrada, puede usarse un dispositivo de enfriamiento convencional mientras se mantiene la distancia entre la cubierta y el area de enfriamiento.
Ademas, el dispositivo de enfriamiento puede extenderse sustancialmente en perpendicular a la primera cara de la gondola.
Cuando el dispositivo de enfriamiento se extiende sustancialmente en perpendicular a la primera cara de la gondola, el viento fluye hacia el dispositivo de enfriamiento formando un angulo de aproximadamente 90° con respecto a la extension longitudinal del area de enfriamiento, lo que da como resultado un enfriamiento optimo y de este modo un aprovechamiento optimo del area de enfriamiento.
Ademas, la cara interna de la cubierta puede extenderse en la extension longitudinal de la gondola y sustancialmente en perpendicular al dispositivo de enfriamiento.
Por tanto, la cubierta puede guiar el viento a traves del dispositivo de enfriamiento en un flujo estacionario sin cambiar el perfil del viento de forma innecesaria.
El dispositivo de enfriamiento puede ser un dispositivo de enfriamiento de flujo libre. En este contexto, el termino "dispositivo de enfriamiento de flujo libre" ha de entenderse como un dispositivo en el que no se usa ningun equipo motorizado, tal como un ventilador o similar, para conducir el flujo de viento al dispositivo de enfriamiento. Ademas, al usar un dispositivo de enfriamiento de flujo libre el sistema de enfriamiento de la gondola es mas fiable. Ademas, puesto que se evita el uso de ventiladores o similares, se obtiene un menor consumo de energfa, puesto que se disponen menos equipos en la gondola, las cargas sobre la gondola se han minimizado, y al no usar ventiladores o similares, se ha observado una reduccion del ruido.
En una realizacion, el dispositivo de enfriamiento puede disponerse a una distancia trasera desde un extremo trasero de la gondola de turbina eolica, y la distancia trasera puede ser al menos el 15% de la longitud total de la gondola de turbina eolica.
Ademas, al menos en su interior, la cubierta puede tener una parte frontal que es de seccion decreciente desde el borde frontal hacia el dispositivo de enfriamiento para guiar el aire hacia dentro a traves del area de enfriamiento.
Ademas, el dispositivo de enfriamiento puede adaptarse para enfriar uno o mas componentes de turbina eolica, tales como un generador, un transformador, una caja de engranajes, un convertidor de frecuencia, etc., los cuales estan situados en el interior de la gondola.
En una realizacion, el dispositivo de enfriamiento puede comprender un medio de enfriamiento adaptado para intercambiar calor con el viento. El medio de enfriamiento puede ser agua, aceite, aire u otros medios adecuados.
Ademas, una parte de la primera cara de la gondola a barlovento del dispositivo de enfriamiento puede ser sustancialmente sin salientes, de modo que no se interrumpa el flujo de aire anterior al dispositivo de enfriamiento.
En otra realizacion, las caras internas de la cubierta pueden ser sustancialmente sin salientes.
Ademas, la primera cara puede ser una cara superior de la gondola o una cara lateral de la gondola. En una
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realizacion, la gondola puede comprender al menos una primera cara, una segunda cara y una tercera cara, siendo la primera cara una cara superior y siendo las caras segunda y tercera, caras laterales.
Ademas, la gondola puede tambien comprender una pluralidad de dispositivos de enfriamiento dispuestos a una distancia entre sr
Ademas, la distancia entre dos dispositivos de enfriamiento puede ser de entre 20 y 200 mm, preferiblemente entre 50 y 150 mm, e incluso mas preferiblemente entre 80 y 120 mm.
En una realizacion, un dispositivo de enfriamiento puede conectarse a un circuito de enfriamiento, y otro dispositivo de enfriamiento puede conectarse a otro circuito de enfriamiento.
En otra realizacion, puede disponerse una conexion por bisagras entre al menos dos dispositivos de enfriamiento.
Ademas, la conexion por bisagras puede comprender al menos dos tubenas de metal corrugado, estando las tubenas de metal corrugado conectadas a y extendiendose entre los dispositivos de enfriamiento, y estando las tubenas de metal corrugado compuestas preferiblemente por acero inoxidable.
Ademas, los circuitos de enfriamiento pueden disponerse de modo que enfnen diferentes componentes en la gondola, por ejemplo, componentes de la cadena de transmision, tales como la caja de engranajes.
En otra realizacion, el dispositivo de enfriamiento puede conectarse a la cubierta y a la primera cara de la gondola mediante al menos dos puntos de conexion, siendo el primer punto de conexion una conexion ngida y siendo el segundo punto de conexion una conexion flexible. De esta manera, se obtiene que el dispositivo de enfriamiento puede expandirse o contraerse debido a diferencias de temperatura sin danarse a sf mismo ni a la cubierta ni a la gondola.
Ademas, los al menos dos puntos de conexion pueden estar compuestos por material conductor. De esta manera, el dispositivo de enfriamiento puede usarse mediante sus puntos de conexion como base para iluminacion, etc.
Finalmente, la invencion tambien se refiere a una turbina eolica que comprende una gondola de turbina eolica tal como se describio anteriormente.
Breve descripcion de los dibujos
La invencion y sus muchas ventajas se describiran en mas detalle a continuacion con referencia a los dibujos esquematicos adjuntos, que muestran, con fines de ilustracion, algunas realizaciones no limitativas y en los que
la figura 1 muestra una vista lateral de parte de una gondola de turbina eolica segun la presente invencion,
la figura 2 muestra una vista lateral de parte de otra realizacion de una gondola de turbina eolica segun la presente invencion,
la figura 3 muestra la gondola de turbina eolica de la figura 2 con el dispositivo de enfriamiento,
la figura 4 muestra una vista lateral esquematica de una gondola de turbina eolica con una cubierta,
la figura 5 muestra parte de una vista en seccion transversal de la gondola de turbina eolica y la cubierta,
la figura 6a muestra un grafico de resultados de prueba de flujo masico en diferente posiciones de una realizacion de un dispositivo de enfriamiento desde el borde frontal de la cubierta, y
la figura 6b muestra un grafico de resultados de prueba de la reduccion del flujo masico cuando el dispositivo de enfriamiento se desplaza con respecto a la ubicacion preferida tal como se indica en la figura 6a.
Todas las figuras son sumamente esquematicas y no necesariamente a escala, y muestran solo aquellas partes que son necesarias para elucidar la invencion, omitiendose o meramente sugiriendose otras partes.
Descripcion detallada de la invencion
Una gondola de turbina eolica 1 esta situada en una torre (no mostrada) y tiene una parte frontal orientada hacia un buje en el que se fija una pluralidad de palas de rotor (no mostradas), normalmente tres palas. La gondola de turbina eolica 1 aloja un generador y otros equipos usados para accionar el proceso de conversion de energfa eolica en electricidad, tambien denominado cadena de transmision. Cuando produce energfa, la cadena de transmision produce mucho calor, dando como resultado un proceso de conversion menos eficaz.
Para enfriar los equipos y otras partes de la gondola, un dispositivo de enfriamiento 3 se dispone en el exterior de la gondola 1. El flujo de viento a lo largo de la extension longitudinal de la gondola fluye hacia dentro a traves de al menos un area de enfriamiento 4 del dispositivo de enfriamiento 3 y enfna un fluido dentro del dispositivo de enfriamiento 3. El fluido enfriado intercambia calor con las partes de la gondola 1 o los equipos que van a enfriarse.
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La presente invencion se describira principalmente en relacion con una turbina eolica a barlovento, es decir la gondola esta situada a sotavento de las palas de turbina eolica, sin embargo, asimismo la invencion puede implementarse ventajosamente en una turbina eolica a sotavento, es decir, la gondola esta situada a barlovento de las palas de turbina eolica.
La figura 1 muestra una vista parcial de la gondola de turbina eolica 1 que tiene una primera cara 2 en la que esta dispuesto un dispositivo de enfriamiento 3. El dispositivo de enfriamiento 3 esta rodeado y encerrado por una cubierta 5 que se extiende desde la primera cara 2 de la gondola 1. Tal como puede observarse, el dispositivo de enfriamiento 3 sobresale sustancialmente en perpendicular a la primera cara 2 de la gondola 1. Sin embargo, en otra realizacion, el dispositivo de enfriamiento 3 puede extenderse desde la primera cara 2 de la gondola formando un angulo diferente de 90° para proporcionar un enfriamiento mas optimo.
Tal como puede observarse en la figura 1, la cubierta 5 tiene un borde frontal 9. El borde frontal 9 esta orientado en la direccion del viento, indicado con la flecha w, y en esta realizacion es sustancialmente perpendicular a la primera cara 2. La cubierta 5 tambien tiene un borde posterior 15.
La cubierta 5 y por tanto la cara interna 6 de la cubierta se extienden en la extension longitudinal de la gondola 1 y sustancialmente en perpendicular al dispositivo de enfriamiento 3. Sin embargo, la pared de la cubierta puede ser de seccion decreciente para guiar el viento hacia dentro del dispositivo de enfriamiento 3, o ser de seccion decreciente desde el borde posterior 15 hacia el borde frontal 9 de la cubierta.
Segun la idea inventiva, el dispositivo de enfriamiento 3 esta dispuesto a una distancia frontal df de al menos 440 mm desde el borde frontal 9 de la cubierta 5. La distancia frontal df se mide desde el borde frontal 9 de la cubierta 5 hasta una seccion central del dispositivo de enfriamiento 3, que se describira adicionalmente en relacion con la figura 3 a continuacion. Sin embargo, aunque la distancia df en la figura 1 se muestra desde el borde frontal 9 de la cubierta hasta el centro del dispositivo de enfriamiento, la distancia tambien puede ser la distancia df desde el borde frontal 9 de la cubierta hasta el borde frontal del dispositivo de enfriamiento.
El dispositivo de enfriamiento esta rodeado por la cubierta y la cara superior de la gondola. Sin embargo, la cubierta esta abierta delante del dispositivo de enfriamiento en relacion con la direccion del viento. De esta manera, el viento que fluye libremente a lo largo de la cara superior de la gondola tambien puede fluir libremente bajo la cubierta. Ademas, la cubierta esta abierta en la parte posterior del dispositivo de enfriamiento de modo que el viento pueda fluir a traves del dispositivo de enfriamiento y salir a traves de la abertura posterior de la cubierta. Por tanto, no hay cubierta delante ni detras del dispositivo de enfriamiento que impida el flujo libre del viento. La cubierta cubre solo el dispositivo de enfriamiento en su parte superior y en los lados.
La figura 2 tambien muestra una vista parcial de la gondola de turbina eolica 1 que tiene una primera cara 2 en la que esta dispuesta un dispositivo de enfriamiento 3. El borde frontal 9 esta orientado en la direccion del viento, indicado por la flecha w, pero en esta realizacion no es perpendicular a la primera cara 2, sino formando un angulo en cierta medida en relacion a la misma. Tanto el borde frontal 9 como el borde posterior 15 estan formando un angulo de esta manera. Debe indicarse que el borde frontal 9 de la cubierta 5 esta inclinado hacia el dispositivo de enfriamiento 3. En otra realizacion que no se muestra, el borde frontal 9 puede inclinarse alejandose del dispositivo de enfriamiento 3.
En esta realizacion, la distancia frontal df desde el borde frontal inclinado 9 de la cubierta 5 es una distancia mas corta entre el borde frontal 9 y el dispositivo de enfriamiento 3.
Ademas, en esta realizacion, la cubierta 5 se extiende hacia arriba desde el lado 20 de la gondola 1 y cruza la primera cara 2 de la gondola y se fija de manera similar en el otro lado de la gondola 1. Por tanto, la cubierta 5 tiene una parte de techo que se extiende sustancialmente en paralelo a la extension longitudinal de la primera cara 2 de la gondola 1. En otro ejemplo que no se muestra, la parte de techo de la cubierta 5 podna estar formando un angulo de modo que sea de seccion decreciente desde el borde posterior 15 de la cubierta hacia el borde frontal 9 de la cubierta.
La figura 3 muestra la gondola 1 de la figura 2 con el dispositivo de enfriamiento. En esta figura, la cubierta 5 esta representada por una lmea discontinua. El dispositivo de enfriamiento 3 tiene una seccion central (representada por la lmea discontinua 21) en la extension longitudinal de la gondola 1. Es desde esta seccion central desde donde se mide la distancia frontal df en esta realizacion.
La figura 4 muestra esquematicamente una gondola de turbina eolica 1 completa. La gondola 1 tiene una longitud total l, y el dispositivo de enfriamiento 3 esta dispuesto a una distancia trasera dr desde la parte trasera de la gondola 1, por ejemplo, a una distancia trasera dr de al menos el 15% de la longitud total l de la gondola 1 medida sin el buje, preferiblemente al menos el 30%.
En otra realizacion que no se muestra, el dispositivo de enfriamiento 3 y la cubierta 5 estan dispuestos justo por encima de la parte de extremo de la gondola 1 de modo que el borde posterior 15 de la cubierta se extiende mas alla de la parte mas exterior del extremo de la gondola.
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La cubierta 5 de las figuras 1 a 4 se fija al lado de la gondola de turbina eolica 1 y se extiende en perpendicular al lado de la gondola de turbina eolica antes de extenderse hacia arriba y en paralelo al lado de la gondola de turbina eolica, dando como resultado la creacion de un espacio (no mostrado) entre el lado de la gondola y la cara interna 6 de la cubierta.
Al fijar la cubierta 5 al lado de la gondola de turbina eolica 1, el perfil del viento del viento que fluye a lo largo de la primera cara 2 de la gondola no cambia Ademas, la cubierta 5 puede cubrir cualquier elemento que no tenga el aspecto estetico adecuado.
En una realizacion, la cubierta 5 puede disenarse de modo que la cara interna 6 y, por tanto, una parte frontal (no mostrada) de la cubierta sean de seccion decreciente hacia el dispositivo de enfriamiento 3. En esta realizacion, una pared exterior de la cubierta 5 se mantiene recta, lo que significa que la forma de la pared externa se mantiene inalterada y que, por tanto, la cubierta 5 de la gondola de turbina eolica 1 todavfa parece una superficie lisa ininterrumpida. De esta forma, el viento se grna bajo la cubierta y a traves del area de enfriamiento.
En otra realizacion, la parte frontal (no mostrada) de la cubierta 5 tambien es de seccion decreciente hacia el dispositivo de enfriamiento 3. Sin embargo, en esta realizacion, la pared de la parte frontal de la cubierta 5 es de seccion decreciente hacia el dispositivo de enfriamiento 3 y, por tanto, la cubierta 5 puede guiar el viento hacia dentro bajo la cubierta y a traves del area de enfriamiento.
El viento se grna hacia dentro bajo la cubierta 5 debido al hecho de que la cubierta, junto con la primera cara 2 de la gondola de turbina eolica 1, encierra el dispositivo de enfriamiento 3.
En las realizaciones descritas anteriormente, la cubierta 5 se fija a la primera parte de la gondola de turbina eolica 1. Sin embargo, en otra realizacion, la cubierta 5 puede fijarse mas abajo a los lados de la gondola de turbina eolica 1. Puede fijarse incluso cerca de la base de la gondola 1, y tambien puede encerrar al menos parcialmente la parte inferior de la gondola de turbina eolica.
La parte trasera de la gondola de turbina eolica 1 puede tener cualquier conformacion. Por tanto, puede ser redonda, inclinada hacia arriba o hacia abajo, o ser una cara verticalmente recta de modo que la cara final sea perpendicular a la extension longitudinal de la gondola de turbina eolica 1.
Con fines de ilustracion, la forma de la gondola 1 se ha bosquejado meramente. En realidad, habitualmente la gondola es de conformacion altamente aerodinamica y puede tener esquinas redondeadas en vez de parecer una caja cuadrada. Ademas, los lados de la gondola pueden ser concavos o convexos.
Ademas, la primera cara 2 y una cara inferior de la gondola de turbina eolica 1 pueden ser de seccion decreciente hacia el buje o hacia la parte trasera de la gondola.
La figura 5 muestra una vista parcialmente en seccion transversal de la cubierta 5 y la primera parte de la gondola de turbina eolica 1. El dispositivo de enfriamiento 3 esta dispuesto encima de la gondola de turbina eolica 1 y el fluido para enfriar partes de la gondola de turbina eolica o los equipos en su interior discurre en tubenas del area de enfriamiento 4. El dispositivo de enfriamiento 3 se conecta con la gondola 1 a traves de dos conexiones de tubos 11 en las que discurren los tubos.
El dispositivo de enfriamiento 3 mencionado anteriormente puede ser cualquier tipo de enfriador, disipador de calor o intercambiador de calor en el que un primer fluido, tal como el viento, enfna un segundo fluido, tal como un medio de enfriamiento, un refrigerante o fluido similar. En una realizacion preferida, el dispositivo de enfriamiento 3 es un enfriador de flujo libre, es decir, un disipador de calor a traves del que pasa libremente el viento que rodea el area de enfriamiento 4 y de esa manera enfna el fluido que fluye dentro de los tubos del dispositivo de enfriamiento sin ningun tipo de ayuda, es decir, ventiladores, etc.
La gondola tambien puede comprender una pluralidad de dispositivos de enfriamiento dispuestos uno al lado de otro para formar una superficie de enfriamiento. Los dispositivos de enfriamiento pueden conectarse al sistema de enfriamiento en un circuito en serie o en paralelo. Un dispositivo de enfriamiento puede conectarse a un circuito de enfriamiento que enfna algunos elementos de la cadena de transmision, y otro dispositivo de enfriamiento puede conectarse a otro circuito de enfriamiento que enfna otra seccion de elementos de la cadena de transmision. Los dispositivos de enfriamiento pueden conectarse por medio de valvulas que pueden desconectar de manera fluida dos dispositivos de enfriamiento de modo que formen parte de dos circuitos de enfriamiento independientes mediante lo cual pueden enfriar elementos o secciones independientes de la gondola.
Los dispositivos de enfriamiento tambien pueden estar dispuestos con una distancia entre sf creando un espacio entre ellos de modo que el viento pueda fluir entre dos dispositivos de enfriamiento en este espacio. La distancia entre dos dispositivos de enfriamiento puede ser de entre 20 y 200 mm, preferiblemente entre 50 y 150 mm, e incluso mas preferiblemente entre 80 y 120 mm.
Ademas, el dispositivo de enfriamiento puede conectarse a la cubierta y a la primera cara de la gondola mediante al menos dos puntos de conexion, siendo el primer punto de conexion una conexion ngida y siendo el segundo punto
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de conexion una conexion flexible. La conexion ngida puede ser algun tipo de soporte metalico sujeto a la cubierta y que se extienda hacia abajo hacia el dispositivo de enfriamiento. El dispositivo de enfriamiento puede montarse entonces en el soporte metalico, por ejemplo, mediante una conexion por pernos. La conexion flexible puede ser, por ejemplo, algun tipo de tira o chapa de metal corrugado que se conecta en un extremo a la gondola y se conecta en el otro extremo al dispositivo de enfriamiento, por ejemplo, mediante una conexion por pernos. La chapa de metal corrugado puede absorber entonces cualquier expansion o retraccion del dispositivo de enfriamiento de modo que no se danen ni el dispositivo de enfriamiento ni la cubierta ni la gondola.
Ventajosamente, los puntos de conexion estan compuestos por material conductor, tal como metal, lo que significa que tambien pueden usarse para conducir la corriente elevada de un rayo al suelo y de ese modo que formen parte del sistema de pararrayos de las turbinas eolicas.
Ademas, la cubierta 5 puede tener cualquier tipo de conformacion. Aunque se muestra que la cubierta 5 tiene principalmente una seccion transversal parcialmente cuadrada con esquinas redondeadas, la cubierta puede tener mas de tres lados, por ejemplo, siete lados.
Algunas pruebas han demostrado que el enfriamiento es mas uniforme y eficiente cuando la distancia frontal df es de al menos 600 mm, y todavfa mas uniforme y eficiente cuando la distancia frontal df es de al menos 800 mm, y todavfa mas uniforme y eficiente cuando la distancia df es de al menos 1000 mm.
Otras pruebas han demostrado que, independientemente de la relacion altura/anchura del dispositivo de enfriamiento 3, el enfriamiento mas uniforme y eficiente se obtiene cuando el dispositivo de enfriamiento se dispone a entre 600 mm y 1400 mm desde el borde frontal. Las pruebas han demostrado ademas que es preferible una distancia frontal de entre 1000 y 1100 mm independientemente de la relacion altura/anchura del dispositivo de 3 enfriamiento.
Se realizaron las pruebas colocando un dispositivo de enfriamiento 3 en el interior de una cubierta 5 y usando un enfoque de tipo de tunel de viento para identificar la posicion optima del dispositivo de enfriamiento en el interior de la cubierta en vista del flujo masico a traves del dispositivo de enfriamiento. Se realizaron las pruebas con una velocidad del viento de entrada de 14m/s y se midio el flujo masico a diferentes distancias frontales.
La figura 6a muestra un grafico de resultados de prueba de flujo masico en diferente posiciones de un dispositivo de enfriamiento 3 desde el borde frontal de la cubierta 5. En esta prueba, el dispositivo de enfriamiento tema una altura de 2400 mm y una anchura de 2237 mm. A partir de la figura 6a, puede deducirse por tanto que la ubicacion optima del dispositivo de enfriamiento 3 desde el borde frontal de la cubierta 5 es a aproximadamente 1050 mm.
La figura 6b muestra un grafico de resultados de prueba de la reduccion del flujo masico cuando el dispositivo de enfriamiento se desplaza con respecto a la ubicacion preferida tal como se indica en la figura 6a. Por tanto, puede deducirse que se observara una reduccion del flujo masico de no mas de aproximadamente el 2% si el dispositivo de enfriamiento 3 se situa entre 440 mm y 1600 mm desde el borde frontal de la cubierta 5.
Se llevaron a cabo varias pruebas adicionales con dispositivos de enfriamiento 3 que teman alturas de 1400 mm, 1600 mm y 1800 mm, respectivamente, asf como anchuras de 2237 mm y 2437 mm, respectivamente. Todas las pruebas mostraron que la ubicacion optima del dispositivo de enfriamiento 3 era aproximadamente a 1050 mm del borde frontal de la cubierta 5, y sustancialmente no se observo una reduccion del flujo masico para las ubicaciones de los dispositivos de enfriamiento a entre 400 mm y 1600 mm. Por tanto, las pruebas han mostrado que, independientemente de la relacion altura/anchura del dispositivo de enfriamiento, el enfriamiento mas uniforme y eficiente se obtiene cuando el dispositivo de enfriamiento se ubica a entre 1000 y 1100 mm del borde frontal de la cubierta 5.
Por turbina eolica se entiende cualquier tipo de aparato que puede convertir energfa eolica en electricidad, tal como un aerogenerador, una unidad de energfa eolica (WPU, wind power unit) o un convertidor de energfa eolica (WEC, wind energy converter).
Aunque la invencion se ha descrito anteriormente en relacion con realizaciones preferidas de la invencion, resultara evidente para un experto en la tecnica que pueden concebirse varias modificaciones sin apartarse de la invencion tal como se define en las siguientes reivindicaciones.

Claims (11)

10
2.
15
3.
4.
20
5.
6.
25
7.
8. 30
9.
35 10.
11.
40
12.
45 13.
REIVINDICACIONES
Gondola de turbina eolica (1) que tiene una primera cara (2) con una extension longitudinal en la direccion del viento, que comprende:
- un dispositivo de enfriamiento (3) que tiene un area de enfriamiento (4) y se extiende sustancialmente en perpendicular desde la primera cara (2) de la gondola, y
- una cubierta (5) que tiene al menos una cara interna (6) en forma de dos caras internas laterales y una cara interna superior y al menos un borde frontal (9) orientado hacia la direccion del viento, estando el dispositivo de enfriamiento encerrado por la primera cara de la gondola y las dos caras internas laterales y la cara interna superior de la cubierta, extendiendose la cara interna (6) de la cubierta (5) en la extension longitudinal de la gondola (1) y sustancialmente en perpendicular al dispositivo de enfriamiento (3),
caracterizada porque
el dispositivo de enfriamiento (3) esta dispuesto a una distancia frontal (df) de al menos 440 mm desde el borde frontal de la cubierta.
Gondola de turbina eolica segun la reivindicacion 1, en la que la distancia frontal es de al menos 600 mm, preferiblemente al menos 800 mm, mas preferiblemente al menos 1000 mm.
Gondola de turbina eolica segun la reivindicacion 1 o 2, en la que la distancia frontal es de entre 600 y 1400 mm, preferiblemente entre 1000 y 1100 mm.
Gondola de turbina eolica segun cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en la que la cubierta (5) se extiende hacia arriba desde un lado de la gondola y cruza la primera cara (2) de la gondola y se fija al otro lado de la gondola de manera similar.
Gondola de turbina eolica segun cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en la que la cubierta (5) tiene una parte de techo que se extiende sustancialmente en paralelo a la extension longitudinal de la primera cara (2) de la gondola.
Gondola de turbina eolica segun cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en la que la cubierta (5) se fija a la gondola de modo que la cubierta (5) se extiende en perpendicular a la extension longitudinal de la gondola y parcialmente a lo largo de la gondola creando un espacio entre la gondola y la cubierta.
Gondola de turbina eolica segun cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en la que el dispositivo de enfriamiento es un dispositivo de enfriamiento de flujo libre.
Gondola de turbina eolica segun cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en la que el dispositivo de enfriamiento esta dispuesto a una distancia trasera (dr) desde el extremo trasero de la gondola de turbina eolica, siendo la distancia trasera de al menos el 15% de la longitud total de la gondola de turbina eolica.
Gondola de turbina eolica segun cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en la que la cubierta tiene una brida que sobresale formando un angulo desde la cara interna, reduciendo una abertura definida por la primera cara y la cara interna.
Gondola de turbina eolica segun cualquiera de las reivindicaciones anteriores, que comprende ademas una pluralidad de dispositivos de enfriamiento (3) dispuestos a una distancia entre sf, en la que la distancia entre dos dispositivos de enfriamiento es de entre 20 y 200 mm, preferiblemente entre 50 y 150 mm, e incluso mas preferiblemente entre 80 y 120 mm.
Gondola de turbina eolica segun la reivindicacion 10, en la que una conexion por bisagras esta dispuesta entre al menos dos dispositivos de enfriamiento.
Gondola de turbina eolica segun la reivindicacion 11, en la que la conexion por bisagras comprende al menos dos tubenas de metal corrugado, estando las tubenas de metal corrugado conectadas a y extendiendose entre los dispositivos de enfriamiento, y estando las tubenas de metal corrugado preferiblemente compuestas por acero inoxidable.
Gondola de turbina eolica segun cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en la que el dispositivo de enfriamiento (3) se conecta a la cubierta y a la primera cara de la gondola mediante al menos dos puntos de conexion, siendo el primer punto de conexion una conexion ngida y siendo el segundo punto de conexion una conexion flexible.
Gondola de turbina eolica segun la reivindicacion 13, en la que los al menos dos puntos de conexion estan compuestos por material conductor.
Turbina eolica que comprende una gondola de turbina eolica (1) segun cualquiera de las reivindicaciones anteriores.
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