ES2904990T3 - Marco de estabilidad, sistema y método para la instalación de una turbina eólica en una subestructura fuera del litoral - Google Patents
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Abstract
Un marco de estabilidad para la instalación de una turbina eólica en una subestructura fuera del litoral, en donde la turbina eólica (2) comprende una torre (8) configurada para ser anclada a un ensamble (6) de aparejo por debajo del baricentro de la turbina eólica (2); el marco (5) de estabilidad que comprende: - un cuerpo (23) principal configurado para ser montado sobre la parte superior de la torre (8); y - una pluralidad de guías (25), que se extienden hacia afuera del cuerpo (23) principal y están configuradas para restringir partes del ensamble (6) de aparejos; caracterizado porque el marco de estabilidad comprende además: - dos miembros (33) de enganche montados en el cuerpo (23) principal y para cooperar con un ensamble (32) de enganche automático de una embarcación (3) grúa.
Description
DESCRIPCIÓN
Marco de estabilidad, sistema y método para la instalación de una turbina eólica en una subestructura fuera del litoral
Campo técnico
La presente invención se refiere a un marco de estabilidad para la instalación de una turbina eólica en una subestructura fuera del litoral. La presente invención se refiere también a un sistema y método que hace uso del marco de estabilidad para la instalación de una turbina eólica en una subestructura fuera del litoral.
Para el propósito de la presente invención, la definición "turbina eólica" identifica una turbina eólica que incluye una torre; una góndola montada en lo alto de la torre; y un rotor instalado en la góndola que incluye un buje y un juego completo de palas; la definición "torre" identifica una estructura vertical alargada; la definición "góndola" identifica una estructura que aloja un generador eléctrico y está configurada para ser montada encima de la torre de manera giratoria alrededor del eje de la torre; y la definición "rotor" identifica un ensamble que comprende un buje que está instalado de manera giratoria a la góndola.
Técnica antecedente
El documento EP 2 275 340 A2 divulga una embarcación autoelevable de instalación provista con un mástil en voladizo que se utiliza para trasladar componentes de turbinas eólicas desde la cubierta de la embarcación autoelevable a un lugar de instalación fuera del litoral y guiar la transferencia para evitar movimientos de balanceo no deseados de los componentes de la turbina eólica. En otra realización, se utiliza una grúa principal en cooperación con un brazo de guía para trasladar y guiar los componentes de la turbina eólica desde la embarcación autoelevable hasta el lugar de instalación fuera del litoral. En otra realización, varias turbinas eólicas ensambladas completas se transfieren desde la embarcación autoelevable al lugar de instalación.
El documento US 2012/195,768 A1 divulga la transferencia de palas desde el litoral a una embarcación autoelevable, ensamblar las dos palas superiores mediante el uso de un marco de sujeción y ensamble, ensamblar una tercera pala y levantar la góndola junto con el rotor completo por encima de la torre y el montaje de la góndola en lo alto de la torre.
Cuando el lugar de instalación se encuentra en aguas más profundas, la embarcación autoelevable de instalación se reemplaza por una embarcación controlado por DP.
El documento EP 2,219,986 B1 divulga un método de instalación que comprende los pasos de transportar en la cubierta de la embarcación controlada por DP una torre con una sola pala unida a ella y situada en la cubierta en una configuración horizontal, y la góndola, y el rotor instalados en la góndola e incluyendo el buje y dos palas en una configuración de orejas de conejo; elevar la torre junto con la pala unida a ella en una configuración vertical y colocar la torre y dicha pala sobre una subestructura fuera del litoral; elevar la góndola y el rotor por encima de la torre y acoplar la góndola encima de la torre.
El documento GB 2,423,108 divulga la instalación de una turbina eólica por medio de una embarcación en una subestructura fuera del litoral provista con una cimentación en el fondo de la masa de agua y una cavidad para alojar la turbina eólica. La embarcación está configurada para trasladar la turbina eólica en una posición reclinada sobre la cubierta de la embarcación y comprende un marco en A operado por cabrestantes para erigir la turbina eólica sobre la subestructura y anidar la turbina eólica en la cavidad.
En general, la instalación de una turbina eólica en una ubicación fuera del litoral se enfrenta a diversos problemas derivados de las delicadas estructuras de algunos componentes tal como las palas que usualmente están hechas de fibra de vidrio, y la forma y el tamaño de las turbinas eólicas que están aumentando constantemente a través del tiempo para accionar generadores eléctricos más potentes.
Los problemas anteriores se acentúan aún más cuando el lugar de instalación se encuentra en aguas profundas y el oleaje y el viento dificultan el montaje in situ y cualquier otra maniobra relativa a la instalación de una turbina eólica. Los documentos CN 101468775, JP 2010-208723, WO 2011/110818 y EP 1,925,582 divulgan diversos equipos para trasladar turbinas eólicas o partes de las mismos. El documento CN 101468775 divulga el preámbulo de la reivindicación 1.
Divulgación de la invención
Un objeto de la presente invención es proporcionar un marco de estabilidad para la instalación de una turbina eólica en una subestructura fuera del litoral de una manera segura y sencilla incluso en aguas profundas.
De acuerdo con la presente invención, se proporciona un marco de estabilidad para la instalación de una turbina eólica en una subestructura fuera del litoral, en donde la turbina eólica comprende una torre configurada para ser
anclada a un ensamble de aparejo debajo del baricentro de la turbina eólica; el marco de estabilidad que comprende:
- un cuerpo principal configurado para ser montado sobre la parte superior de la torre;
- una pluralidad de guías, que se extienden hacia fuera desde el cuerpo principal y están configuradas para restringir partes del ensamble de aparejo; y
- dos miembros de enganche montados en el cuerpo principal y para cooperar con un ensamble de enganche automático de una embarcación grúa para levantar y manipular el marco de estabilidad.
En otras palabras, el marco de estabilidad se puede sujetar selectivamente a la torre a una altura preseleccionada, por encima del baricentro, para restringir el ensamble de aparejo, que está convenientemente anclado a la parte inferior de la torre. El cuerpo principal define un perímetro más amplio con respecto al diámetro de la torre a esa altura de modo que cuando el ensamble de aparejo se ancla a la parte inferior de la torre y se tensa el ensamble de aparejo entra en contacto con el marco de estabilidad, mientras que las guías constriñen partes del ensamble de aparejo en puntos dados del marco de estabilidad. De tal manera, el ensamble de aparejo puede soportar lateralmente la turbina eólica además de soportar la carga de la turbina eólica y evitar el balanceo de la turbina eólica.
El marco de estabilidad también se puede conectar a cables de tracción para tensar el marco de estabilidad en una dirección transversal a la dirección de elevación. En tal caso, la eventual torsión de la turbina eólica y el ensamble de aparejo se evita mediante el control del marco de estabilidad por medio de los cables de tracción. Para este propósito, el marco de estabilidad puede estar equipado con dos enganches para los cables de tracción que se operan desde los respectivos cabrestantes en una embarcación grúa.
Preferiblemente, el cuerpo principal del marco de estabilidad tiene forma de U para permitir una fácil inserción del marco de estabilidad sobre la torre y, al mismo tiempo, rodea gran parte del diámetro de la torre.
Preferiblemente, cada guía comprende dos barras provistas de extremos libres acampanados para facilitar la inserción de las partes del ensamble de aparejo en la guía, en particular, teniendo en cuenta que la inserción de las partes del ensamble de aparejo se realiza mediante grúas de elevación.
De acuerdo con una realización particular, el marco de estabilidad comprende cuatro guías dispuestas de dos en dos a lo largo de los lados opuestos del cuerpo principal para definir cuatro puntos de constreñimiento del ensamble de aparejo.
De acuerdo con una realización particular, el marco de estabilidad comprende un ensamble de abrazadera montado en el cuerpo principal para anclar selectivamente el cuerpo principal a la torre y liberar el cuerpo principal de la torre. De esta manera, el marco de estabilidad puede ser recuperado y utilizado además para la instalación de otras turbinas eólicas.
Más en particular, el ensamble de abrazadera comprende al menos una abrazadera inactiva, que está montada en el cuerpo principal y se extiende hacia el interior del cuerpo principal, y dos abrazaderas accionadas, que están configuradas para ser accionadas entre posiciones retraídas y posiciones que sobresalen hacia el interior hacia la abrazadera inactiva.
De tal manera, el marco de estabilidad se puede anclar de forma segura a la torre y liberarse de la torre para su uso posterior.
Preferiblemente, el marco de estabilidad comprende al menos un cilindro hidráulico para cada abrazadera accionada. El uso de cilindros hidráulicos permite ejercer una fuerza de sujeción adecuada y liberar selectivamente las abrazaderas para continuar utilizando el marco de estabilidad. Si bien un cilindro hidráulico por abrazadera accionada es suficiente para ejercer la fuerza necesaria para asegurar el marco de estabilidad a la torre, un marco de estabilidad de acuerdo con una realización particular de la presente invención comprende dos cilindros hidráulicos por cada abrazadera accionada por razones de emergencia. Dichos dos cilindros hidráulicos conectados operativamente a la misma abrazadera accionada se accionan en paralelo y pueden funcionar individualmente en caso de fallo de uno de dichos dos cilindros hidráulicos.
En particular, cada abrazadera accionada está articulada a un marco en forma de A, que está articulado al cuerpo principal; cada cilindro hidráulico está articulado al marco en forma de A y al cuerpo principal para que cada abrazadera pueda adaptarse a la torre.
Un objeto adicional de la presente invención es proporcionar un sistema para la instalación de una turbina eólica en una subestructura fuera del litoral de una manera segura y sencilla incluso en aguas profundas.
De acuerdo con la presente invención, se proporciona un sistema para la instalación de una turbina eólica en una subestructura fuera del litoral, en donde la turbina eólica comprende una torre, comprendiendo el sistema:
- un marco de estabilidad como se ha divulgado anteriormente;
- una embarcación grúa; y
- un ensamble de aparejo configurado para ser anclado a la torre por debajo del baricentro de la turbina eólica y para ser constreñido por el marco de estabilidad.
De esta manera, el ensamble de aparejo lleva la carga de la turbina eólica por debajo del baricentro de la turbina eólica en beneficio de la integridad de la turbina eólica y evita el balanceo de la turbina eólica sobre el anclaje del ensamble de aparejo a la torre por encima del baricentro de la turbina eólica.
En particular, la embarcación grúa comprende dos grúas de elevación y el ensamble de aparejo comprende dos aparejos, cada uno operado por una grúa de elevación respectiva.
De esta manera, las dos grúas de elevación se pueden operar en sincronismo en el lado opuesto del marco de estabilidad para que las dos inserten los respectivos aparejos en las respectivas guías en los lados opuestos del marco de estabilidad.
En particular, cada aparejo comprende dos cables de elevación, comprendiendo cada uno un ojete distal para ser anclado a la torre y una sección rígida para ser insertada en una guía respectiva.
De esta manera, el anclaje del ensamble de aparejo a la torre y la inserción del ensamble de aparejo en la guía es particularmente fácil.
En particular, el sistema comprende un circuito hidráulico que comprende una primera parte montada en el marco de estabilidad; una segunda parte ubicada en una posición remota con respecto al marco de estabilidad; y un umbilical para conectar selectivamente la primera porción a la segunda porción de modo que los cilindros hidráulicos en el marco de estabilidad puedan ser controlados a distancia.
De acuerdo con una disposición particular del circuito hidráulico, la primera parte comprende válvulas controladas a distancia; un acoplamiento de conexión rápida para la conexión al umbilical; y un acumulador hidroneumático, y la segunda parte comprende una unidad de alta presión para definir un cierto grado de autonomía a la primera parte y permitir liberar la presión de los cilindros hidráulicos sin afectar la segunda parte.
De acuerdo con una realización particular de la invención, el sistema comprende un sistema de control para controlar el estado operativo del marco de estabilidad; el sistema de control comprende una primera parte montada en el marco de estabilidad; y una segunda parte ubicada en una posición remota con respecto al marco de estabilidad; y un umbilical para conectar selectivamente la primera parte a la segunda parte. De esta forma, es posible comprobar el estado operativo del marco de estabilidad y controlar de forma remota la operación del marco de estabilidad.
Con este propósito, la primera parte comprende sensores para adquirir señales correlacionadas con el estado operativo del marco de estabilidad, y la segunda parte comprende una unidad de control y un panel de control. De acuerdo con una realización particular de la presente invención, el sistema comprende cabrestantes para operar cables de tracción conectados al marco de estabilidad. Estos cabrestantes aplican fuerzas de tensión al marco de estabilidad que tiran de la turbina eólica hacia la embarcación para evitar la torsión de la turbina eólica y el ensamble de aparejos cuando la turbina eólica se cuelga de las grúas de elevación. La embarcación grúa lleva convenientemente los cabrestantes.
Por la misma razón, el sistema puede comprender cabrestantes adicionales transportados por la embarcación grúa para operar cables de tracción conectados a la parte inferior de la torre.
Otro objeto de la presente invención es proporcionar un método para la instalación de una turbina eólica en una subestructura fuera del litoral de manera segura y sencilla incluso en aguas profundas.
De acuerdo con la presente invención, se proporciona un método para la instalación de una turbina eólica en una subestructura fuera del litoral, comprendiendo el método los pasos de:
- acoplar un marco de estabilidad como se ha divulgado con anterioridad a la parte superior de una torre de la turbina eólica;
- controlar un ensamble de aparejos mediante una embarcación grúa;
- anclar un ensamble de aparejo a la parte inferior de la torre por debajo del baricentro de la turbina eólica;
- restringir partes del ensamble de aparejo en las guías del marco de estabilidad;
- elevar la turbina eólica por medio de la embarcación grúa en configuración vertical;
- trasladar la turbina eólica colgada en configuración vertical a la subestructura fuera del litoral; y
- descender la turbina eólica en la subestructura fuera del litoral.
El método de acuerdo con la presente invención permite la elevación, transferencia y descenso estables de la turbina eólica sobre la subestructura incluso en la condición en que el ensamble de aparejo está anclado a la parte inferior de la torre por debajo del baricentro de la turbina eólica.
Más detalladamente, la etapa de controlar el ensamble de aparejo comprende controlar un primer aparejo del ensamble de aparejo mediante una primera grúa de elevación de la embarcación grúa y controlar un segundo aparejo por medio de una segunda grúa de elevación de la embarcación grúa para insertar partes del ensamble de aparejo en las guías del marco de estabilidad desde lados opuestos del marco de estabilidad.
De esta manera, se simplifica la conexión del ensamble de aparejo a la turbina eólica y la inserción de partes del ensamble de aparejo en las guías del marco de estabilidad se simplifican.
Ventajosamente, el marco de estabilidad se sujeta a la torre de una turbina eólica, en particular a la mitad superior de la torre por medio de cilindros hidráulicos montados en el marco de estabilidad. Las válvulas de control a distancia pueden bloquear la presión en los cilindros hidráulicos cuando el marco de estabilidad se sujeta en posición por medio de válvulas dispuestas en el marco de estabilidad.
De acuerdo con el método de la presente invención, el estado operativo del marco de estabilidad se puede controlar a distancia por telemetría.
De acuerdo con una realización particular de la presente invención, el método comprende tensar cables de tracción entre el marco de estabilidad y la embarcación grúa para evitar la torsión de la turbina eólica y el ensamble de aparejo en la dirección de elevación.
Con el mismo propósito, el método puede incluir tensar más cables de tracción entre la parte inferior de la torre y la embarcación grúa.
Breve descripción de los dibujos
Un número de realizaciones no limitativas de la presente invención se describirán a modo de ejemplo, con referencia a los dibujos adjuntos, en los que:
- la Figura 1 muestra una vista en perspectiva, con partes retiradas para mayor claridad, de un sistema para la instalación de una turbina eólica en una subestructura fuera del litoral de acuerdo con la presente invención;
- la Figura 2 muestra una vista en perspectiva, con partes retiradas para mayor claridad, del marco de estabilidad y el ensamble de aparejo del sistema de la figura 1 anclado a la turbina eólica;
- la Figura 3 muestra una vista en perspectiva, con partes retiradas para mayor claridad en una escala ampliada, de un detalle de la figura 1;
- la Figura 4 es una vista esquemática, con partes retiradas para mayor claridad, del sistema de la figura 1 con detalles relativos a un circuito hidráulico y un sistema de control;
- la Figura 5 muestra una vista en perspectiva, con partes retiradas para mayor claridad, del paso de elevación de la turbina eólica del lugar en el litoral; y
- La Figura 6 muestra una vista en perspectiva, con partes retiradas para mayor claridad, del paso de descenso de la turbina eólica en el sitio fuera del litoral.
Mejor modo de llevar a cabo la invención
El número 1 en la Figura 1 indica un sistema para la instalación de una turbina eólica en una subestructura 49 fuera del litoral. De acuerdo con la presente invención, la instalación de una turbina eólica 2 incluye el traslado de la turbina eólica 2 desde un lugar de ensamble en el litoral a un lugar fuera del litoral por medio de una embarcación 3 grúa. El sistema 1 comprende la embarcación 3 grúa, que, en particular, es una "embarcación grúa dual" provisto de dos grúas 4 de elevación que operan una al lado de la otra, por ejemplo, como la embarcación grúa dual "SAIPEM 7000" perteneciente al solicitante; un marco 5 de estabilidad para ayudar a la embarcación 3 grúa a trasladar con seguridad la turbina eólica 2; y un ensamble 6 de aparejo (Figura 2) operado por la embarcación 3 grúa y configurado para cooperar con el marco 5 de estabilidad. La turbina eólica 2 está ensamblada sobre una subestructura 7 en el litoral situada en un sitio de construcción en el litoral y comprende una torre 8 que se extiende a lo largo de un eje A1 longitudinal; una góndola 9 montada de forma giratoria encima de la torre 8; y un rotor 10 montado de forma giratoria en la góndola 9. El rotor 10 comprende además un buje 11 y palas 12 que se extienden radialmente desde el buje 11. La turbina eólica 2 comprende también cuatro muñones 13 ubicados a lo largo de la parte inferior de la torre 8 y configurados para ser acoplados al ensamble 6 de aparejo.
Con referencia a la figura 2, el ensamble 6 de aparejo comprende dos aparejos 14, cada uno operado por una grúa 4 de elevación respectiva. Cada aparejo 14 comprende un bloque 15 superior para la conexión a la grúa 4 de elevación; una eslinga 16 doble; otro bloque 17; dos eslingas 18 para conexiones del bloque 17 a una barra 19 separadora; y dos cables 20 de elevación anexas a la barra 19 separadora y que tienen ojetes 21 en sus extremos distales para ser anclados a respectivos muñones 13 integrales a la parte inferior de la torre 8. Cada cable 20 de elevación comprende una cuerda flexible alargada y una sección 22 rígida intermedia, que es una barra o un tubo, está conectada a la cuerda y está configurada para cooperar, en uso, con el marco 5 de estabilidad. Es decir, las secciones 22 rígidas se insertan en las respectivas guías 25 mediante la rotación de las grúas 4 de elevación (Figura 1) de acuerdo con las flechas F.
Con referencia a la Figura 3, el marco 5 de estabilidad comprende un cuerpo 23 principal en forma de U configurado para ser montado sobre la torre 8; un ensamble 24 de abrazadera montado en el cuerpo 23 principal para anclar y liberar selectivamente el cuerpo 23 principal sobre la torre 8 de la turbina eólica 2; y una pluralidad de guías 25, que se extienden hacia afuera desde el cuerpo 23 principal y están configuradas para guiar partes de los aparejos 14, en particular las secciones 22 rígidas de los aparejos 14 (Figura 2). Cada guía 25 comprende dos barras 26 provistas con extremos libres acampanados para facilitar la inserción de los aparejos 14 (Figura 2) en las guías 25. En el ejemplo mostrado, el marco 5 de estabilidad comprende cuatro guías 25 dispuestas de dos en dos a lo largo de lados opuestos del cuerpo 23 principal. El ensamble 24 de abrazadera comprende dos abrazaderas 27 inactivas, que están montadas en el cuerpo 23 principal y se extienden hacia el interior del cuerpo 23 principal, y dos abrazaderas 28 accionadas, que están configuradas para ser accionadas entre posiciones retraídas y posiciones que se proyectan hacia el interior hacia las abrazaderas 27 inactivas mediante el cilindro 29 hidráulico. De acuerdo con una realización alternativa, una abrazadera inactiva es suficiente para anclar el marco de estabilidad a la torre 8. En las realizaciones mostradas, el marco 5 de estabilidad comprende dos cilindros 29 hidráulicos para cada abrazadera 28 accionada. Estos cilindros 29 hidráulicos de cada abrazadera 28 accionada son operados en paralelo y están diseñados para operar individualmente en caso de fallo de uno de dichos dos cilindros 29 hidráulicos. Cada abrazadera 28 accionada está articulada a un marco 30 en forma de A, que, a su vez, está articulado al cuerpo 23 principal y cada cilindro 29 hidráulico está articulado al marco 30 en forma de A y al cuerpo 23 principal. El marco 5 de estabilidad está provisto de patas 31 de soporte y se desplaza por medio de las grúas 4 de elevación para este propósito, está provisto de dos miembros 33 de enganche montados en el cuerpo 23 principal para la conexión del marco 5 de estabilidad a las grúas 4 de elevación, en particular a un ensamble 32 de enganche automático asociado a grúas 4 de elevación. El marco 5 de estabilidad comprende dos accesorios 34 para cables 35 de tracción operadas desde cabrestantes 36 de la embarcación 3 grúa dual (Figura 1).
Con referencia a la Figura 4, el sistema 1 está configurado para controlar el marco 5 de estabilidad desde una posición remota y para este propósito comprende un circuito 37 hidráulico y un sistema 38 de control que se extienden en parte a lo largo del marco 5 de estabilidad y en parte en la embarcación 3 grúa. En particular, el circuito 37 hidráulico comprende una primera parte montada en el marco 5 de estabilidad; una segunda parte situada en la embarcación 3 grúa; y un umbilical 39 para conectar selectivamente la primera parte a la segunda parte. La primera parte comprende válvulas 40 controladas a distancia para suministrar y descargar el cilindro 29 hidráulico; un acoplamiento 41 de conexión rápida para la conexión al umbilical 39; y un acumulador 42 hidroneumático, en donde la segunda parte comprende una unidad 43 de alta presión.
De acuerdo con una variación no mostrada, el umbilical se omite y el circuito hidráulico está confinado en el marco de estabilidad. En tal caso, la fuente de presión para el accionamiento de los cilindros puede incorporarse en un contenedor bajo presión y válvulas controladas por telemetría.
El sistema 38 de control comprende una primera parte montada en el marco 5 de estabilidad; y una segunda parte ubicada en la embarcación grúa. La primera y la segunda parte del sistema 38 de control están conectadas por el umbilical 39 para conectar selectivamente la primera parte con la segunda parte.
La primera parte del sistema 38 de control comprende sensores 44, tal como galgas extensométricas y sensores de posición, para adquirir señales correlacionadas al estado operativo del marco 5 de estabilidad, y la segunda parte comprende una unidad 45 de control y un panel 46 de control. En alternativa, el umbilical se puede omitir.
Con referencia a la figura 5, el sistema 1 comprende cabrestantes 47 adicionales (Figura 1) en la embarcación 3 grúa para operar cables 48 de tracción configurados para ser conectados a la parte inferior de la torre 8.
En uso, la instalación de la turbina eólica 2 en una subestructura 49 fuera del litoral requiere levantar la turbina eólica 2 del sótano 7 en el litoral por medio de la grúa 3 de la embarcación en la dirección D1 (Figura 5); trasladar la turbina eólica 2 colgada a las grúas 4 de elevación entre la subestructura 7 en el litoral y la subestructura 49 fuera del litoral (Figura 6); y bajar la turbina eólica 2 en la dirección D2 para anidar la turbina eólica 2 en una cavidad de la subestructura 49 fuera del litoral.
El rotor 10 de la turbina eólica 2 está bloqueado con respecto a la góndola 9 con una pala 12 paralela a la torre 8, y la góndola 9 está bloqueada en una configuración según la cual el rotor 10 está en el lado opuesto de la orilla. Una vez que la turbina eólica 2 está bloqueada en la configuración anterior, el marco 5 de estabilidad se acopla a la torre
8 de la turbina eólica 2, en particular a la mitad superior de la torre 8 en particular en las proximidades de la góndola 9 con la ayuda de la embarcación 3 grúa. El marco 5 de estabilidad es primero trasladado al litoral desde la cubierta de la embarcación 3 grúa por una grúa 4 de elevación y luego es levantado por las dos grúas 4 de elevación e insertado sobre la torre 4. Cuando el marco 5 de estabilidad está en la posición objetivo, el marco 5 de estabilidad se sujeta a la torre 8 por medio de los cilindros 29 hidráulicos controlados a distancia. La válvula 40 está cerrada para bloquear la presión en los cilindros 29 hidráulicos y evitar que el fluido hidráulico fluya hacia atrás desde los cilindros 29 hidráulicos. El sistema 38 de control comprueba desde una posición a distancia por telemetría o a través del umbilical 39 si las fuerzas ejercidas por los cilindros 29 hidráulicos están dentro de un rango determinado.
Una vez que el marco 5 de estabilidad está sujeto de forma segura a la turbina eólica 2, las grúas 4 de elevación están equipadas con el ensamble 6 de aparejo que, a su vez, está anclado a la turbina eólica 2 y se inserta parcialmente en las guías 25 del marco 5 de estabilidad de acuerdo con la configuración mostrada en la Figura 2. Cada grúa 4 de elevación prevé la disposición de dos ojetes 21 en estrecha proximidad de dos muñones 13 correspondientes, y las dos secciones 22 rígidas en la proximidad de dos guías 25 correspondientes. Los ojetes 21 se anclan a los muñones 31 y las secciones 22 rígidas se introducen en las guías 25.
Una vez que la turbina eólica 2 se levanta de la subestructura 7 en el litoral como se muestra en la figura 5, los cables 35 de tracción anclados al marco 5 de estabilidad se tensan y se extienden a lo largo de direcciones transversales a la dirección D1 de elevación mutuamente divergentes del marco 5 de estabilidad. De manera similar, los cables 48 de tracción anclados a la parte inferior de la torre 8 se tensan y se extienden a lo largo de direcciones transversales a la dirección D1 de elevación mutuamente divergentes del marco 5 de estabilidad.
Una vez que la turbina eólica 2 de estabilidad está colgada de manera segura a las grúas 4 de elevación y está asegurado a la embarcación 3 grúa mediante cables 35 y 48 de tracción, la turbina eólica 2 se transfiere fuera del litoral por encima de la subestructura 49 fuera del litoral como se muestra en la Figura 6. Luego, la turbina eólica 2 se baja en la dirección D2 y los cables 35 y 48 de tracción se controlan para ayudar a centrar la cavidad de la subestructura 49 fuera del litoral.
Una vez que la turbina eólica 2 está asegurada a la subestructura 49 fuera del litoral, los cables 35 y 48 de tracción, el ensamble 6 de aparejos y el marco 5 de estabilidad se recuperan en la embarcación 3 grúa.
En caso de emergencia, el fluido hidráulico bajo presión en los cilindros 29 hidráulicos puede recuperarse en el acumulador 42 hidroneumático (Figura 4) en el marco 5 de estabilidad por medio de la válvula 40 controlada a distancia.
Está claro que la presente invención incluye variaciones que no se describen específicamente y caen dentro del alcance de la protección de las reivindicaciones.
Claims (21)
1. Un marco de estabilidad para la instalación de una turbina eólica en una subestructura fuera del litoral, en donde la turbina eólica (2) comprende una torre (8) configurada para ser anclada a un ensamble (6) de aparejo por debajo del baricentro de la turbina eólica (2); el marco (5) de estabilidad que comprende:
- un cuerpo (23) principal configurado para ser montado sobre la parte superior de la torre (8); y
- una pluralidad de guías (25), que se extienden hacia afuera del cuerpo (23) principal y están configuradas para restringir partes del ensamble (6) de aparejos; caracterizado porque el marco de estabilidad comprende además: - dos miembros (33) de enganche montados en el cuerpo (23) principal y para cooperar con un ensamble (32) de enganche automático de una embarcación (3) grúa.
2. El marco de estabilidad como se reivindica en la reivindicación 1, en donde el cuerpo (23) principal comprende dos enganches para cables (35) de tracción.
3. El marco de estabilidad como se reivindica en la reivindicación 1 o 2, en donde el cuerpo (23) principal tiene forma de U.
4. El marco de estabilidad como se reivindica en una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en donde cada guía (25) comprende dos barras (26) provistas de extremos libres acampanados para facilitar la inserción de dichas partes del ensamble (6) de aparejos en las guías (25).
5. El marco de estabilidad como se reivindica en una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, que comprende cuatro guías (25) dispuestas de dos en dos a lo largo de lados opuestos del cuerpo (23) principal.
6. El marco de estabilidad como se reivindica en una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, que comprende un ensamble (24) de abrazadera montado en el cuerpo (23) principal para anclar selectivamente el cuerpo (23) principal a la torre (8) y liberar el cuerpo (23) principal de la torre (8).
7. El marco de estabilidad como se reivindica en la reivindicación 6, en donde el ensamble (24) de abrazadera comprende al menos una abrazadera (27) inactiva, que está montada en el cuerpo (23) principal y se extiende hacia el interior del cuerpo (23) principal, y dos abrazaderas (28) accionadas, que están configuradas para ser accionadas entre posiciones retraídas y posiciones proyectadas hacia el interior de la abrazadera (27) inactiva, en particular el marco de estabilidad comprende al menos un cilindro (29) hidráulico para cada abrazadera (28) accionada.
8. Un sistema para la instalación de una turbina eólica sobre una subestructura fuera del litoral, en donde la turbina eólica comprende una torre; comprendiendo el sistema:
- un marco (5) de estabilidad como se reivindica en una cualquiera de las reivindicaciones anteriores;
- una embarcación (3) grúa; y
- un ensamble (6) de aparejo configurado para ser anclado a la torre (8) por debajo del baricentro de la turbina eólica (2) y para ser constreñido por el marco (5) de estabilidad.
9. El sistema como se reivindica en la reivindicación 8, en donde la embarcación (3) grúa comprende dos grúas (4) de elevación y el ensamble (6) de aparejo comprende dos aparejos (14), cada uno operado por una grúa (4) de elevación respectiva.
10. El sistema como se reivindica en la reivindicación 9, en donde cada aparejo comprende dos cables (20) de elevación, comprendiendo cada uno un ojal (21) distal para ser anclado a la torre (8) y una sección (22) rígida para ser insertada en una guía (25) respectiva.
11. El sistema como se reivindica en una cualquiera de las reivindicaciones 8 a 10, que comprende un circuito (37) hidráulico que comprende una primera porción montada en el marco (5) de estabilidad; una segunda parte ubicada en una posición remota con respecto al marco (5) de estabilidad; y un umbilical (39) para conectar selectivamente la primera parte a la segunda parte.
12. El sistema como se reivindica en la reivindicación 11, en donde la primera parte comprende válvulas (40) controladas a distancia; un acoplamiento (41) de conexión rápida para conexión al umbilical (39); y un acumulador (42) hidroneumático, y la segunda parte comprende una unidad (43) de alta presión.
13. El sistema como se reivindica en una cualquiera de las reivindicaciones de la 8 a 12, que comprende un sistema (38) de control para controlar el estado operativo del marco (5) de estabilidad; el sistema (38) de control comprende una primera parte montada en el marco (5) de estabilidad; y una segunda parte ubicada en una posición remota con respecto al marco (5) de estabilidad; y un umbilical (39) para conectar selectivamente la primera parte a la segunda parte.
14. El sistema como se reivindica en la reivindicación 13, en donde la primera parte comprende sensores (44) para adquirir señales correlacionadas con el estado operativo del marco (5) de estabilidad, y la segunda parte comprende una unidad (45) de control y un panel (46) de control.
15. El sistema como se reivindica en una cualquiera de las reivindicaciones de la 8 a 14, y que comprende cabrestantes (36) para operar cables (35) de tracción conectados al marco (5) de estabilidad.
16. El sistema como se reivindica en cualquiera de las reivindicaciones de la 8 a 15, y que comprende cabrestantes (47) adicionales para operar otros cables (48) de tracción conectados a la parte inferior de la torre (8).
17. Un método para la instalación de una turbina eólica en una subestructura fuera del litoral, el método comprende los pasos de:
- acoplar un marco de estabilidad como se reivindica en una cualquiera de las reivindicaciones de 1 a 11 a la mitad superior de la torre (2) de la turbina eólica (2);
- controlar un ensamble (6) de aparejo por una embarcación (3) grúa;
- anclar un ensamble (6) de aparejo a la parte inferior de la torre (8) por debajo del baricentro de la turbina eólica (2); - restringir partes del ensamble (6) de aparejo en las guías (25) del marco (5) de estabilidad;
- elevar la turbina eólica (2) por medio de la embarcación (3) grúa en una configuración sustancialmente vertical; - trasladar la turbina eólica (2) colgada en configuración vertical a la subestructura (49) fuera del litoral;
y
- bajar la turbina eólica (2) sobre la subestructura (49) fuera del litoral.
18. El método como se reivindica en la reivindicación 17, en donde dicho paso de controlar el ensamble (6) de aparejo comprende controlar un primer aparejo (14) del ensamble (6) de aparejo mediante una primera grúa (4) de elevación de la embarcación (3) grúa y controlar un segundo aparejo (14) por medio de una segunda grúa (4) de elevación de la embarcación (3) grúa para insertar partes del ensamble (6) de aparejo en las guías (25) del marco (5) de estabilidad desde lados opuestos del marco (5) de estabilidad.
19. El método como se reivindica en la reivindicación 17 o 18, en donde dicho paso de acoplar un marco (5) de estabilidad a la torre (8) de una turbina eólica (2) comprende la sujeción del marco (5) de estabilidad a la mitad superior de la torre (8) por medio de cilindros (29) hidráulicos montados en el marco (5) de estabilidad.
20. El método como se reivindica en una cualquiera de las reivindicaciones de 17 a 19, y que comprende tensar cables (35) de tracción entre el marco (5) de estabilidad y la embarcación (3) grúa.
21. El método como se reivindica en una cualquiera de las reivindicaciones de la 17 a 20, y que comprende tensar más cables (48) de tracción entre la parte inferior de la torre (8) y la embarcación (3) grúa.
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