ES2983350T3 - Turbina eólica y método correspondiente - Google Patents

Abstract

La invención se refiere a una disposición de plataforma (1) de una turbina eólica, comprendiendo la disposición de plataforma (1) una plataforma (11) y un bastidor, en donde la plataforma (11) está destinada a ser fijada al interior de una torre (35) o una estructura de soporte (30) de la turbina eólica por medio del bastidor, y en donde la plataforma (11) es un componente estandarizado mientras que el bastidor está específicamente adaptado a las dimensiones de la sección específica de la torre (35) o la estructura de soporte (30) en donde la disposición de plataforma (1) está destinada a ser montada. La invención se refiere además a una unidad modularizada (10) que comprende varias disposiciones de plataforma (1) de este tipo. Además, la invención se refiere a un dispositivo eléctrico (20) que comprende una unidad modularizada (10) de este tipo y el equipo eléctrico correspondiente. La invención se refiere además a una turbina eólica generadora de electricidad que comprende una unidad (10) de este tipo. Finalmente, la invención se refiere a un método de montaje de equipo eléctrico para controlar una turbina eólica en una turbina eólica. (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)

Description

DESCRIPCIÓN

Turbina eólica y método correspondiente

La invención se refiere a una disposición de plataforma de una turbina eólica, comprendiendo la disposición de plataforma una plataforma y un bastidor. La invención también se refiere a una unidad modularizada que comprende varias disposiciones de plataforma de este tipo. Además, la invención se refiere a un dispositivo eléctrico que comprende dicha unidad modularizada y el equipo eléctrico correspondiente. La invención se refiere, además, a una turbina eólica que genera electricidad, que comprende dicha unidad. Finalmente, la invención se refiere a un método para montar en una turbina eólica un equipo eléctrico para controlar una turbina eólica.

Las turbinas eólicas modernas de tamaño industrial comprenden una cantidad considerable de equipos eléctricos para operar y controlar la turbina eólica. Ejemplos de los mismos son los convertidores, los dispositivos de control de turbinas eólicas, los bancos de baterías, etc. Estos componentes eléctricos normalmente se disponen en la parte inferior de la torre de la turbina eólica o, en el caso de una turbina eólica marina, también pueden ubicarse en la estructura de soporte que soporta la torre de la turbina eólica. Además, los componentes eléctricos pueden disponerse en otras partes de la torre, tal como la sección media de la torre, o incluso la parte superior de la torre de la turbina eólica.

El documento EP2375058A2 describe un conjunto que tiene dos plataformas horizontales y una escalera vertical donde una estructura central consiste en una sola parte atravesada por las plataformas.

El documento GB2505192 A describe una conexión entre camisa y pilote que comprende una parte de pilote alargada que tiene un extremo de pilote abierto, y una parte de camisa que comprende un extremo de camisa cerrado, un extremo de camisa abierto y un elemento alargado interior que se extiende longitudinalmente en una dirección hacia el extremo de camisa abierto.

El documento WO2015078476A1 describe una estructura que comprende una pluralidad de plataformas superpuestas sobre una estructura de soporte, y en donde un aparato elevador está montado en la estructura interna de la torre para permitir que los componentes se eleven hacia y desde las plataformas.

El documento US-2010/139180 describe una torre que incluye una parte exterior que forma una cubierta exterior para la torre de la turbina eólica, y una parte interior dispuesta dentro de la parte exterior. La parte interior incluye un módulo de alimentación preensamblado que incluye un soporte que se extiende hacia arriba y componentes eléctricos.

El documento US-2013/174508 A1 describe un conjunto de plataforma modular para la torre de una turbina eólica, que tiene extensiones de soporte colocadas en la rejilla de soporte para variar el diámetro de la rejilla de soporte, de modo que los paneles se configuran con un subconjunto de plataforma central común en posiciones de diámetro variable. Otro ejemplo de una solución de la técnica anterior se describe en el documento US-2011/0140437.

Según la técnica anterior, estos componentes eléctricos se disponen en plataformas que se personalizan para la turbina eólica específica, e incluso para la sección específica de la turbina eólica en la que la plataforma está destinada a montarse. Esto significa que para cada uso previsto es necesario proporcionar una plataforma específica. Aunque las diferentes plataformas normalmente solo varían en diámetro, es complejo y caro proporcionar plataformas personalizadas para cada sección de una turbina eólica.

La presente invención busca superar este inconveniente proporcionando una solución en donde los componentes eléctricos se puedan montar en la turbina eólica de manera más eficiente. En particular, se deberá simplificar la provisión de una unidad que comprenda varias plataformas.

La presente invención también pretende transferir el concepto propuesto a la provisión de disposiciones de plataforma en general, independientemente de si la disposición de plataforma comprende una o varias plataformas, e independientemente de si las disposiciones de plataforma están destinadas a alojar componentes eléctricos o de otro tipo de la turbina eólica.

El concepto inventivo se describe en la reivindicación 1, que se refiere a una turbina eólica, y en la reivindicación 11, que se refiere a un método para montar equipos eléctricos en la turbina eólica para controlar una turbina eólica.

Se describen modificaciones y realizaciones ventajosas en las reivindicaciones dependientes.

Según la invención, la turbina eólica está provista de una disposición de plataforma de una turbina eólica, en donde la disposición de plataforma comprende una plataforma y un bastidor. La plataforma está destinada a unirse al interior de una torre o al interior de una estructura de soporte de la turbina eólica por medio del bastidor. La plataforma es un componente estandarizado, mientras que el bastidor se adapta específicamente a las dimensiones de la sección específica de la torre o la estructura de soporte en la que está destinada a montarse la disposición de la plataforma.

Un aspecto importante de la presente invención es que se proporciona una disposición de plataforma con una plataforma estandarizada y un bastidor personalizado. La estandarización de la plataforma se refiere, en particular, a su dimensión uniforme.

Por poner un ejemplo, el diámetro interior de una torre de una turbina eólica puede ser de alrededor de seis metros en la parte inferior, pero solo cuatro metros en la parte superior. Además, si se trata de una turbina eólica marina que la soporta un monopilote con una pieza de transición, la parte superior de esa estructura de soporte puede tener un diámetro interior de 6,5 metros. Suponiendo también que el equipo eléctrico debe disponerse en diferentes secciones de la turbina eólica, es decir, en la parte superior de la estructura de soporte, pero también en la parte inferior de la torre de la turbina eólica, y en la parte superior de la torre, entonces convencionalmente es necesario diseñar, fabricar y montar tres disposiciones de plataforma diferentes. Esto se debe al hecho de que, tradicionalmente, dicha disposición de plataforma comprendía dos bastidores diseñados y adaptados específicamente, que se sueldan entre sí en el sitio de instalación y dentro de la estructura de soporte o la torre. Sobre este bastidor, se ubica entonces una plataforma, por ejemplo, diseñada y configurada con una rejilla.

La presente invención simplifica este proceso al proporcionar plataformas de un solo tamaño que se adaptan a todas las aplicaciones deseadas. Se considera ventajosamente que el tamaño de esta plataforma tiene el diámetro mínimo de las aplicaciones deseadas, que, en este ejemplo, sería la parte superior de la torre. A continuación, se toma un bastidor fabricado por separado con una longitud adaptable, es decir, variable. En consecuencia, solo es necesario adaptar el bastidor según la aplicación específica, es decir, la posición en la turbina eólica.

En una realización de la invención, cada bastidor comprende una primera viga y al menos una segunda viga, en donde las vigas se destinan a soportar la plataforma y unirla al interior, en particular a una pared interior de la torre o a la estructura de soporte de la turbina eólica.

En otras palabras, el bastidor puede comprender básicamente al menos dos elementos de soporte que tengan forma de vigas. Una viga es una forma sencilla y eficiente de soportar cargas y, lo que es más importante, tiene una forma preferida para la adaptación de la longitud. Esto significa que, dado que es necesario ajustar el tamaño del bastidor y, en particular, la longitud de las vigas del bastidor, esto se hace preferiblemente ajustando la longitud de las vigas.

El bastidor bien podría comprender otros componentes, pero preferiblemente comprende al menos la primera viga y la segunda viga.

En una realización de la invención, la primera viga y la segunda viga están dispuestas sustancialmente perpendiculares entre sí.

Tal disposición de las dos vigas una con respecto a la otra, es beneficiosa, ya que, de este modo, se puede lograr una disposición igual de las unidades de soporte de montaje. Por lo tanto, esta medida es adecuada para proporcionar la máxima estabilidad posible para la unidad modularizada montada.

En otra realización de la invención, el diámetro de la plataforma es menor que la longitud de la primera viga, y el diámetro de la plataforma es menor que la longitud de la segunda viga. En una realización preferida, la longitud de dicha primera viga y la longitud de dicha segunda viga son de la misma longitud o sustancialmente similares.

Como se mencionó anteriormente, una opción preferida es elegir el diámetro de la plataforma según el diámetro interior mínimo existente en el que se montará la disposición de plataforma, y en particular la plataforma. Sin embargo, esto significa que para otras secciones de la torre o la estructura de soporte donde esté prevista la plataforma, la plataforma estandarizada tiene un diámetro menor que el diámetro de las paredes interiores en esa sección específica de la torre o la estructura de soporte. Aunque esto podría interpretarse como una pérdida de espacio disponible de las plataformas, la ventaja de tener un producto estandarizado tal como la plataforma estandarizada, puede superar el inconveniente mencionado.

Sin embargo, el espacio entre la pared interior de la estructura de soporte o la torre, respectivamente, y la plataforma, puede cubrirse por placas adaptadas individualmente en tamaño, p. ej., placas de acero, tales como placas de rejilla de acero y, opcionalmente, colocarse después de la instalación de la plataforma. Dichas placas pueden descansar sobre las vigas de la plataforma y/u otras vigas de soporte montadas en la plataforma para tal fin. Como alternativa, y por razones de seguridad, cada plataforma puede comprender una valla/barandilla que proteja al personal de servicio de salir del área de la plataforma.

En otra realización de la invención, la adaptación del bastidor a las dimensiones de la sección específica de la torre o la estructura de soporte en la que va a montarse la unidad, se realiza variando la longitud de las vigas del bastidor.

Un aspecto importante de esta realización de la presente invención es la longitud variable de las vigas del bastidor. Esta variación de la longitud de las vigas representa una opción preferida para lograr la adaptabilidad, en otras palabras, la posibilidad de que el bastidor se adapte a la dimensión concreta de la torre o la estructura de soporte de la turbina eólica.

La variación de la longitud de las vigas puede lograrse, por ejemplo, mediante una estructura telescópica de las vigas. De manera alternativa, también podría lograrse simplemente fabricando diferentes tipos de vigas con diferentes longitudes. Se observa que una viga personalizada de este tipo se considera menos compleja y costosa en comparación con la provisión de una disposición de plataforma completamente personalizada.

En otra realización de la invención, la disposición de plataforma comprende un dispositivo de interconexión, tal como un raíl, para facilitar la conexión de la plataforma estandarizada con las vigas personalizadas.

Un dispositivo de interconexión, tal como un raíl o similar, representa una opción preferida para unir las vigas a la plataforma. La conexión concreta de las vigas a la plataforma puede realizarse mediante pernos o tornillos. Además, es posible una conexión soldada, pero parece ser más compleja. El dispositivo de interconexión tiene la ventaja de que las vigas pueden guiarse y alinearse de manera sencilla y fiable.

La invención se refiere, además, a una unidad modularizada que comprende una primera plataforma y al menos una segunda plataforma, en donde la primera plataforma y la segunda plataforma están separadas, pero conectadas entre sí mediante un elemento de conexión. Cada plataforma está destinada a unirse por medio de un bastidor al interior de una torre o una estructura de soporte de la turbina eólica. Las plataformas son componentes estandarizados, mientras que los bastidores se adaptan específicamente a las dimensiones de la sección específica de la torre o la estructura de soporte en la que está destinada a montarse la unidad.

En una realización de la invención, todas las plataformas de la unidad tienen la misma forma estandarizada. Esto parece ser una explotación óptima del concepto de racionalización y modularización de la presente invención.

La invención también se refiere a un dispositivo eléctrico para una turbina eólica, en donde el dispositivo eléctrico comprende una unidad modularizada como se describió anteriormente, y un equipo eléctrico para controlar la turbina eólica, en donde el equipo eléctrico está dispuesto en las plataformas de la unidad.

En otras palabras, en lugar de un enfoque de dos etapas, consistente en proporcionar e instalar primero la unidad modularizada y, posteriormente, añadir los componentes eléctricos y el equipo eléctrico a esta unidad, también parece una buena y prometedora opción prefabricar todo el dispositivo eléctrico, que comprende la unidad y el equipo eléctrico. Esto tiene la ventaja de que cualquier cableado de los diversos componentes eléctricos del equipo eléctrico, y cualquier prueba del equipo eléctrico, se pueden realizar de antemano, es decir, antes de transportar e instalar el dispositivo eléctrico en el sitio de instalación de la turbina eólica. De este modo, se ahorra más tiempo de instalación.

La invención también se refiere a una turbina eólica para generar electricidad, en donde la turbina eólica comprende una torre, una estructura de soporte para soportar la torre, y una disposición de plataforma que comprende una plataforma y un bastidor. La plataforma está destinada a unirse, por medio del bastidor, al interior de la torre o a la estructura de soporte de la turbina eólica. La plataforma es un componente estandarizado, mientras que el bastidor se adapta específicamente a las dimensiones de la sección específica de la torre o la estructura de soporte en la que está destinada a montarse la disposición de la plataforma.

En otras palabras, la presente invención es particularmente beneficiosa para aplicaciones en turbinas eólicas. Como el tiempo de instalación, es decir, el tiempo necesario para montar la turbina eólica, es particularmente costoso, cualquier ahorro de tiempo durante la instalación es muy relevante. Por lo tanto, el uso de una plataforma estandarizada y la aplicación del concepto modularizado, se consideran una forma prometedora de reducir la complejidad, en particular para las instalaciones marinas. Esto contribuye al objetivo general de reducir los costos, en particular en el área de la instalación de turbinas eólicas marinas.

La disposición de plataforma puede montarse, por ejemplo, en la parte superior de la estructura de soporte, en donde la estructura de soporte comprende, en particular, un monopilote y una pieza de transición.

En una realización preferida, la disposición de plataforma se monta en la parte superior de la pieza de transición de la turbina eólica.

De manera alternativa, la unidad modularizada podría montarse en la parte inferior de la torre de la turbina eólica.

Además, en lugar de las ubicaciones mencionadas, otras secciones de la torre de la turbina eólica, tal como la parte central o la parte superior de la torre, también son adecuadas para la disposición de plataforma propuesta.

En una realización de la invención, la turbina eólica comprende varias disposiciones de plataforma que se montan en la torre y/o la estructura de soporte, en donde cada una de las disposiciones de plataforma se configura como se describe en una de las realizaciones anteriores.

En el caso de que existan varias disposiciones de plataforma en una turbina eólica, podría existir la misma forma estandarizada para todas las plataformas de estas diversas disposiciones de plataforma. Esto permite agilizar aún más el proceso.

La invención se refiere, además, a un método para montar en la turbina eólica un equipo eléctrico para controlar una turbina eólica. El método comprende las etapas de:

a) insertar una unidad de prefabricación, según una de las realizaciones descritas, en la torre o en la estructura de soporte de la turbina eólica, mediante un movimiento orientado hacia abajo,

b) mover la primera plataforma a lo largo de un dispositivo de soporte de montaje relacionado con la segunda plataforma,

c) mover la unidad más hacia abajo, hasta que la primera plataforma alcance un dispositivo de soporte de montaje relacionado con la primera plataforma, y

d) fijar la primera plataforma al dispositivo de soporte de montaje relacionado con la primera plataforma. En otras palabras, la unidad modularizada se monta ventajosamente en la turbina eólica insertándola de una sola vez. Aunque el proceso de inserción se puede subdividir en múltiples etapas, la unidad modularizada básicamente se inserta en la turbina eólica o en la estructura de soporte de la turbina eólica haciendo pasar las plataformas a lo largo de las unidades de soporte de montaje. Normalmente, las plataformas no llegan hasta el final de las vigas. Normalmente, hay espacio en la sección exterior mostrada, por el que la unidad puede, sin bloquearse, pasar por las unidades de soporte de montaje que están unidas a las paredes interiores de la torre de turbina o a la estructura de soporte de la turbina.

Sin embargo, si se produce un bloqueo de una plataforma, todavía es posible introducir un paso de giro o torsión, de manera que quede espacio entre los extremos de las vigas. Obsérvese que, en el caso de múltiples unidades de soporte de montaje que se dispongan en una línea vertical, tal rotación de la unidad puede ser incluso obligatoria. Seguidamente, se describen realizaciones de la invención, solo a modo ilustrativo, haciendo referencia a los dibujos adjuntos, de los cuales:

La Figura 1 muestra una parte de una turbina eólica marina;

la Figura 2 muestra un dispositivo eléctrico de una turbina eólica marina según el estado de la técnica;

la Figura 3 muestra un dispositivo eléctrico de una turbina eólica marina según una realización de la invención; la Figura 4 muestra un dispositivo eléctrico de una turbina eólica marina según otra realización de la invención; la Figura 5 muestra un dispositivo eléctrico de una turbina eólica terrestre según una realización de la invención; la Figura 6 muestra una disposición de plataforma en una vista superior según una primera realización de la invención; las Figuras 7 a 9 muestran disposiciones de plataforma en vistas superiores según otras realizaciones de la invención; la Figura 10 muestra una vista en perspectiva de una unidad modularizada para alojar equipos eléctricos para controlar una turbina eólica;

la Figura 11 muestra una vista en perspectiva de un dispositivo eléctrico que comprende la unidad de la Figura 10 y el equipo eléctrico ilustrativo;

la Figura 12 muestra un mecanismo de bloqueo de una unidad de soporte de montaje;

las Figuras 13 a 16 muestran diferentes realizaciones de una asistencia de deslizamiento para guiar una viga durante el deslizamiento en una unidad de soporte de montaje; y

las Figuras 17 a 20 muestran diferentes etapas en la instalación de una turbina eólica al utilizar la invención.

La ilustración en los dibujos está en forma esquemática. Se observa que, en diferentes figuras, los elementos similares o idénticos puede que estén provistos de los mismos signos de referencia.

La Figura 1 ilustra una parte de una turbina eólica marina. En este ejemplo, la estructura de soporte de la turbina eólica se realiza mediante una combinación de un monopilote 31 con una pieza 32 de transición.

El monopilote 31 está configurado como un tubo hueco que se introduce verticalmente en un lecho marino 40. Para dar, a modo ilustrativo, las dimensiones del monopilote 31, el monopilote 31 podría tener una extensión longitudinal de veinte a treinta metros, de los cuales aproximadamente la mitad o dos tercios se introducen en el lecho marino 40. Es importante introducir el monopilote 31 considerablemente en el lecho marino 40, es decir, realizar la perforación o la introducción hasta una profundidad significativa, con el fin de garantizar que la construcción, que se coloca posteriormente en el monopilote 31, sea estable y robusta durante un largo período de tiempo.

La estructura de soporte de la turbina eólica también comprende la pieza 32 de transición, que está alineada sustancialmente en paralelo al monopilote 31. En otras palabras, la pieza 32 de transición se monta en la parte superior del monopilote 31. Sin embargo, como puede verse en la Figura 1, la estructura 30 de soporte comprende un área de conexión bastante grande entre el monopilote 31 y la pieza 32 de transición. Esta superposición relativamente grande, que puede alcanzar fácilmente una longitud de entre diez y quince metros, es necesaria con el fin de garantizar la estabilidad requerida de toda la disposición. Aunque, en teoría, son posibles diferentes tipos de conexión entre el monopilote 31 y la pieza 32 de transición, en la práctica, una conexión lechada 33 es una técnica bien probada para realizar esta conexión. La conexión lechada 33 debe realizarse mediante un equipo y dispositivos especializados. La elección de la lechada y el curado de la lechada contribuyen a la robustez y estabilidad de todo el sistema. La longitud de la pieza 32 de transición se elige de manera que normalmente sobresalga del mar 41 varios metros. En particular, la distancia desde la parte superior de la pieza 32 de transición hasta el nivel 42 del mar se dispone entre dos y diez metros.

En la parte superior de la pieza 32 de transición, se proporciona la torre 35 de la turbina eólica. En la Figura 1, solo se ilustra una parte de la torre 35, es decir, la parte inferior 351 de la torre 35. En la sección de conexión entre la pieza 32 de transición y la torre 35, se proporciona una plataforma 34 de trabajo. La plataforma 34 de trabajo se realiza como una especie de balcón, que rodea la forma exterior sustancialmente circular de la parte inferior 351 de la torre 35. La plataforma 34 de trabajo sirve para facilitar el acceso del personal de servicio para entrar en la torre 35 de la turbina eólica. Esto es especialmente útil para desembarcar y superar el espacio entre la embarcación y la turbina eólica. Con este fin, la plataforma 34 de trabajo también puede proporcionar un conjunto de escaleras, que descienden desde la plataforma 32 de trabajo cerca del nivel 42 del mar. Este conjunto de escaleras pueden realizarse como una escalera, o puede parecerse más a una escalera de peldaños convencional.

La turbina eólica, tal como se ilustra en la Figura 1, comprende un dispositivo eléctrico 20 en la parte superior de la pieza 32 de transición. Obsérvese que, en aras de la simplicidad y para ilustrar el concepto inventivo, en la Figura 1 solo se ilustran dos plataformas del dispositivo eléctrico 20. En las turbinas eólicas reales, generalmente se prefieren los módulos con más de dos plataformas, a fin de proporcionar el espacio para la instalación de los diversos equipos eléctricos.

La Figura 2 muestra una vista en primer plano de un dispositivo eléctrico de una turbina eólica marina según la técnica anterior. La estructura 30 de soporte, que en este caso ilustrativo comprende un monopilote (no mostrado) y una pieza 32 de transición, comprende un primer soporte 15 de montaje y un segundo soporte 16 de montaje. Ambos soportes 15, 16 de montaje tienen forma de bridas y están unidos a las paredes interiores de la pieza 32 de transición. Ambos soportes de montaje, el primer soporte 15 de montaje y el segundo soporte 16 de montaje, son similares en tamaño y forma. Una primera plataforma 111 está unida al primer soporte 15 de montaje. Del mismo modo, una segunda plataforma 121 está dispuesta y unida al segundo soporte 16 de montaje. Ambas plataformas, la primera plataforma 111 y la segunda plataforma 121, se disponen y preparan para recibir y alojar equipos eléctricos. En el ejemplo ilustrado y en la Figura 2, en la primera plataforma 111 hay alojadas dos cajas 21 de conmutación, mientras que en la segunda plataforma 121 se proporciona un conjunto de cuatro convertidores 22.

La Figura 2 también ilustra la unión de la parte inferior 351 de la torre 35 de la turbina eólica a la pieza 32 de transición. Esta unión se realiza mediante una conexión atornillada entre la torre 35 y la pieza 32 de transición. En particular, la conexión se realiza mediante pernos (no mostrados), que se insertan a través de los orificios 39 para pernos que están configurados básicamente como orificios pasantes. Los orificios 39 para pernos se disponen en una brida exterior que comprende una parte denominada brida 321 de pieza de transición, y una parte denominada brida 352 de torre de parte inferior.

La Figura 3 muestra una vista similar en primer plano de un dispositivo eléctrico en una turbina eólica marina, pero que comprende un dispositivo eléctrico 20 según una realización de la invención. El dispositivo eléctrico comprende un eje vertical 201, que también puede denominarse su eje longitudinal.

De nuevo, la estructura 30 de soporte comprende un monopilote (no mostrado) y una pieza 32 de transición. La pieza 32 de transición comprende un primer soporte 15 de montaje y un segundo soporte 16 de montaje. Ambos soportes 15, 16 de montaje tienen forma de bridas (o «soportes» o «retenedores») y están unidos a las paredes interiores de la pieza 32 de transición. Ambos soportes 15, 16 de montaje son similares en tamaño y forma. De nuevo, una primera plataforma 111 está unida al soporte 15 de montaje, y una segunda plataforma 121 está dispuesta y unida al segundo soporte 16 de montaje. Ambas plataformas, la primera plataforma 111 y la segunda plataforma 121, se disponen y preparan para recibir y alojar equipos eléctricos. De nuevo, en el ejemplo ilustrado en la Figura 3, dos cajas 21 de conmutación están dispuestas en la primera plataforma 111, y se proporciona un conjunto de cuatro convertidores 22 en la segunda plataforma 121.

La diferencia entre el dispositivo eléctrico 20 según una realización de la invención e ilustrado en la Figura 3, en comparación con el dispositivo eléctrico ilustrativo según la técnica anterior, tal como se ilustra en la Figura 2, es la provisión de un elemento 14 de conexión que conecta la primera plataforma 111 con la segunda plataforma 121. Este elemento 14 de conexión está esbozado como un elemento recto que conecta ambas plataformas 111, 121. Como la ilustración en los dibujos es esquemática, el diseño y forma concretos del elemento 14 de conexión pueden variar en la práctica. Sin embargo, el punto clave es que los elementos de conexión constituyan una conexión rígida y robusta entre las dos plataformas 111, 121, de manera que todo el dispositivo eléctrico 20 se pueda cargar en la pieza 32 de transición de la turbina eólica. En otras palabras, solo es necesaria una única etapa para montar el dispositivo eléctrico 20 en la turbina eólica.

A diferencia del concepto inventivo, son necesarias múltiples etapas según la técnica anterior, ya que el montaje del dispositivo eléctrico 20 debe realizarse en la pieza 32 de transición. Descriptivamente hablando, según la técnica anterior y la realización ilustrada en la Figura 2, en una primera etapa, la primera plataforma 111 tiene que cargarse en la pieza 32 de transición, y en una segunda etapa, la segunda plataforma 121 debe cargarse en la pieza 32 de transición. Además, ambas plataformas 111, 121 tienen que estar unidas, p. ej., atornilladas o soldadas, a los soportes 15, 16 de montaje, respectivamente. Aunque la conexión de las plataformas 111, 121 con los correspondientes soportes 15, 16 de montaje todavía debe realizarse según el concepto inventivo, se ahorra un tiempo y esfuerzo considerables debido al preensamblaje del dispositivo eléctrico antes de montarlo en la turbina eólica.

Con el fin de permitir el procedimiento de montaje en un solo paso del dispositivo eléctrico prefabricado y preensamblado en la estructura de soporte o la torre de la turbina eólica, es necesario un diseño especial del dispositivo eléctrico. En particular, es necesario un diseño específico de las plataformas 111, 121. A continuación, este diseño específico se describirá e ilustrará con más detalle con la ayuda de varias realizaciones.

Antes de llegar a la realización específica de las plataformas, la Figura 4 muestra que la invención no se limita en modo alguno a la presencia de solo dos plataformas. Además, en la práctica se prefiere que exista una pluralidad de plataformas, tales como tres o cuatro o cinco o seis, o incluso más plataformas, en el dispositivo eléctrico o la unidad modularizada, respectivamente. Por lo tanto, la Figura 4 solo muestra un ejemplo de tres plataformas dispuestas en una pieza 32 de transición de una turbina eólica marina.

En aras de la simplicidad, los elementos similares o idénticos de la Figura 4, en comparación con la Figura 3, no se repetirán. Solo aquellos elementos que se añadan se mencionarán a continuación.

Como puede verse, el dispositivo eléctrico 20 comprende, además, una tercera plataforma 13 que se conecta con la segunda plataforma 121 por medio del mismo elemento 14 de conexión que ya conecta la segunda plataforma 121 con la primera plataforma 111. La tercera plataforma 13 está unida a las paredes interiores de la pieza 32 de transición por medio de un tercer soporte 17 de montaje. La tercera plataforma 13 está dispuesta y preparada para recibir y alojar el equipo eléctrico de la turbina eólica. En el ejemplo ilustrado en la Figura 4, dos cuadros 21 de distribución están dispuestos en la primera plataforma 111, dos dispositivos 23 de refrigeración están dispuestos en la segunda plataforma 121, y un conjunto de cuatro convertidores 22 están dispuestos en la tercera plataforma 13. De nuevo, es necesario un diseño y una disposición específicos de las plataformas, si todo el dispositivo eléctrico 20 por completo debe cargarse básicamente en una sola etapa en la pieza 32 de transición.

Además, el concepto inventivo no se limita en modo alguno a las turbinas eólicas marinas. La Figura 5 muestra otro ejemplo más de uso y que se beneficia de la invención. En este caso, en la parte inferior 351 de una torre 35 de una turbina eólica terrestre se proporciona un dispositivo eléctrico 20 que comprende una primera plataforma 111 que está conectada mediante un elemento 14 de conexión con una segunda plataforma 121. Por lo tanto, se destaca que, a diferencia de las realizaciones que se muestran en las Figuras 3 y 4, el dispositivo eléctrico 20 no se proporciona en la estructura de soporte, sino en la torre como tal.

De nuevo, la primera plataforma 111 se transporta y se une a un primer soporte 15 de montaje, y la segunda plataforma 121 se une a un segundo soporte 16 de montaje. La torre 35 es una torre segmentada que comprende una pluralidad de segmentos de torre. La Figura 5 solo ilustra el segmento 361 de torre más inferior y un segundo segmento 362 de torre. Ambos segmentos 361, 362 de torre están conectados a través de una brida que está realizada y compuesta por una brida superior 3612 del primer segmento de torre y una brida inferior 3621 del segundo segmento de torre. Obsérvese que el primer segmento 361 de torre está dispuesto sobre un anillo base 38 que, a su vez, está dispuesto en la parte superior de la cimentación 37 de la turbina eólica. La cimentación 37 junto con el anillo base 38 constituyen la estructura de soporte de la turbina eólica terrestre. La estructura de cimentación en una cimentación 37, puede penetrar varios metros en el suelo 43 con el fin de garantizar una instalación fiable y segura de la turbina eólica.

De manera similar a las ventajas y beneficios de instalar un dispositivo eléctrico prefabricado en una turbina eólica marina, la provisión de un dispositivo 20 eléctrico prefabricado en una turbina eólica terrestre también es beneficiosa. De nuevo, el montaje del dispositivo eléctrico se puede realizar en una etapa preparatoria, por ejemplo, en un entorno seguro y protegido. Por lo tanto, el tiempo y los esfuerzos en el campo durante la instalación de la turbina eólica se reducen al mínimo.

La Figura 6 muestra una vista superior sobre una sección de una torre 35 de una turbina eólica. En particular, se puede distinguir una pared circular 354 de torre como objeto de confinamiento exterior. La pared 354 de la torre comprende una superficie exterior y una superficie interior. El diámetro interior de la torre se define como la distancia entre dos secciones opuestas de la superficie interior de la pared 354 de la torre. El diámetro interior de la torre está referenciado por el signo 355 de referencia a través de esta solicitud de patente. Una pluralidad de unidades 151 de soporte de montaje están unidas a la superficie interior de la pared 354 de la torre. En el ejemplo ilustrado en la Figura 6, cuatro unidades 151 de soporte de montaje están distribuidas por igual de forma circunferencial a lo largo de la superficie interior de la pared 354 de la torre.

La Figura 6 también muestra una plataforma 11 con una sección transversal sustancialmente circular en una vista superior. El diámetro de la plataforma 11 está referenciado por el signo 112 de referencia. La plataforma 11 está dispuesta sobre una primera viga 114 y una segunda viga 116. La longitud de la primera viga se indica por el signo 115 de referencia, la longitud de la segunda viga 116 se indica por el signo 117 de referencia. La longitud de las vigas 114, 116 se elige para que sea ligeramente menor que el diámetro interior 354 de la torre 35, pero mayor que el diámetro 112 de la plataforma 11. Esto se debe al hecho de que la plataforma 11 es un componente estandarizado con un diseño fijo, en particular con un diámetro fijo 112. Debe adaptarse a una pluralidad de posibilidades de aplicación.

En otras palabras, la plataforma 11 también necesita encontrar su lugar en una sección de una torre que tenga un diámetro menor que el diámetro interior 354, tal como se ilustra en la Figura 6. A diferencia de la plataforma estandarizada 11, las vigas 114 y 116 se adaptan específicamente al uso en la sección específica de la torre 35. Esta es la razón por la que las longitudes 115, 117 de las vigas 114, 116 se ajustan perfectamente al diámetro interior 355 de la torre 35. Obsérvese también que las vigas 114, 116 se diseñan y disponen de manera que encajen con las unidades 151 de soporte de montaje. La única etapa que debe llevarse a cabo es que la disposición 1 de plataforma con las vigas 114, 116 todavía necesite girar aproximadamente cuarenta y cinco grados en el sentido de rotación, tal como indica la flecha 53.

Las Figuras 7 a 9 muestran las disposiciones 1 de plataforma en vistas superiores según otras realizaciones de la invención. En las tres realizaciones de las Figuras 7 a 9 se muestra la misma plataforma estandarizada 11. Sin embargo, a medida que el diámetro de la torre 35 varía desde un diámetro pequeño en la Figura 7 hasta un diámetro de tamaño mediano en la Figura 8 y un diámetro grande en la Figura 9, las longitudes de las vigas 114, 116 variarán. Si bien las vigas 114, 116 son relativamente cortas y solo representan una pequeña superposición con respecto a la plataforma 11, la superposición es mayor en la realización de la Figura 8, y es máxima en la realización ilustrada en la Figura 9. Estas realizaciones de las Figuras 7 a 9 ilustran la ventaja de utilizar una plataforma 11 de único tamaño, y adaptar únicamente las vigas 114, 116 al tamaño específico del diámetro interior de la torre en la que está destinada a montarse la plataforma. Obsérvese que, en aras de la claridad, las unidades de soporte de montaje se han omitido en las Figuras 7 a 9.

La Figura 10 muestra una vista en perspectiva de una unidad modularizada 10 para alojar equipos eléctricos para controlar una turbina eólica. La unidad modularizada 10 comprende una primera plataforma 111 y una segunda plataforma 121. Ambas plataformas 111, 121 están conectadas entre sí mediante un elemento 14 de conexión. El elemento 14 de conexión proporciona una distancia fija por la que las dos plataformas 111, 121 están separadas entre sí. Obsérvese que el eje vertical 101 de la unidad modularizada 10 también se muestra en la Figura 10. El eje vertical 101 de la unidad 10 se extiende básicamente a lo largo del eje longitudinal del elemento 14 de conexión.

La primera plataforma 111 está unida a una primera viga 114 y a una segunda viga 116. Estas vigas 114, 116 proporcionan un soporte a la primera plataforma 111, y permiten la unión de la primera plataforma 111 en una sección de la torre o de la unidad de soporte de la turbina eólica. Del mismo modo, la segunda plataforma 121 también está conectada y unida a una viga 124 y a otra viga 126. De nuevo, estas vigas 124, 126 están destinadas a unirse a unidades de soporte de montaje que, a su vez, están unidas de manera fija a una torre o a una unidad de soporte de la turbina eólica.

La Figura 11 muestra un dispositivo eléctrico 20 que consiste básicamente en la unidad modularizada 10, tal como se ilustra en la Figura 10, y un equipo eléctrico, tal como dos cuadros 21 de distribución, que se proporcionan en la primera plataforma 111, y un conjunto de cuatro convertidores 22 que se proporcionan en la segunda plataforma 121. De nuevo, el eje vertical 201 del dispositivo eléctrico 20 se visualiza en la Figura 11.

La Figura 12 muestra un mecanismo de bloqueo de una unidad de soporte de montaje.

El mecanismo de bloqueo se realiza mediante una ranura 51 que se proporciona en la unidad 151 de soporte de montaje. La ranura 51 se diseña de manera que la primera viga 114 sea adecuada para encajar en la ranura, una vez que la primera viga 114 se deslice dentro de ella. En otras palabras, el mecanismo de bloqueo requiere un movimiento de giro o torsión de la plataforma, con respecto a las vigas. Sin embargo, si esto se lleva a cabo, la primera unidad 151 de soporte de montaje aloja de forma segura la primera viga 114.

Además, las Figuras 13 a 16 muestran varias realizaciones de cómo se puede ayudar al deslizamiento de la primera viga 114 sobre la unidad 151 de soporte de montaje.

En la Figura 13, esto se facilita y realiza mediante una asistencia 52 de deslizamiento. Mediante un movimiento que lleva a la primera viga 114 hacia la izquierda y hacia arriba, tal como se muestra en la Figura 13, en otras palabras, mediante este movimiento 53, la primera viga 114 se coloca de forma segura en la unidad 151 de soporte de montaje.

La Figura 14 muestra un concepto similar, sin embargo, esta vez la primera viga 114 se guía hacia abajo por la asistencia 52 de deslizamiento.

La Figura 15 es una combinación del mecanismo 52 de bloqueo, tal como se muestra en la Figura 12, y una asistencia 52 de deslizamiento que, en este caso, se realiza como un elemento recto. Por lo tanto, no es necesario ningún movimiento orientado hacia abajo o hacia arriba, como se muestra en las Figuras 13 y 14.

Finalmente, la Figura 16 muestra una combinación de una asistencia 52 de deslizamiento y una unidad de soporte de montaje estándar, en donde, de nuevo, la primera viga 114 se mueve en el sentido de la rotación o dirección 53, hasta que la primera viga 114 llegue a un tope final en la pared de la unidad 151 de soporte de montaje.

Las Figuras 17 a 20 muestran diferentes etapas en la instalación de una turbina eólica al utilizar la presente invención.

En la Figura 17 se muestra un monopilote 31 que se introduce en el lecho marino 40. En la práctica, el monopilote se introduce en el lecho marino por una longitud considerable de varios metros con el fin de garantizar una colocación segura y fiable de la turbina eólica. El monopilote 31 se conecta a una pieza 32 de transición mediante una conexión lechada (no mostrada). La pieza de transición se diseña de manera que se extienda varios metros fuera del mar 41. En otras palabras, se proyecta varios metros sobre el nivel 42 del mar. En la parte superior de la pieza 32 de transición se proporciona una plataforma 34 de trabajo.

La Figura 18 muestra la situación en la que el dispositivo eléctrico 20 ya está instalado en la parte superior de la pieza 32 de transición. Obsérvese que en la ilustración esquemática de la Figura 18, el dispositivo eléctrico 20 está exagerado en términos de tamaño. El dispositivo eléctrico 20 comprende una primera plataforma 111, una segunda plataforma 12, una tercera plataforma 13, y una cuarta plataforma 131. Todas las plataformas 111, 12, 13, 131 están conectadas entre sí con un elemento 14 de conexión. Estas plataformas con el elemento 14 de conexión, es decir, el dispositivo eléctrico 20, se instalan básicamente en una etapa. En particular, no es necesaria ninguna soldadura o conexión, sino que esto se realizó en una etapa de prefabricación en el muelle o en otro lugar. En cualquier caso, la instalación en el lado de la instalación en alta mar se puede realizar lo más rápido posible.

La Figura 19 muestra una situación en la que, después de la inserción del dispositivo eléctrico 20, se ha instalado una torre 35 de la turbina eólica sobre la pieza 32 de transición.

Finalmente, la Figura 20 muestra la situación en la que otro dispositivo eléctrico, a saber, un módulo 60 de torre, se ha insertado en la parte inferior de la torre 351, 35. Además, este módulo, que está ubicado en la parte inferior de la torre, comprende varias plataformas, a saber, una primera plataforma de torre, una segunda plataforma de torre, y una tercera plataforma de torre. Además, estas plataformas de torre están conectadas entre sí mediante el elemento 14 de conexión. Obsérvese que para todas las siete plataformas que se muestran en la Figura 20, se pueden utilizar las mismas plataformas estandarizadas, solo las vigas del bastidor deben adaptarse específicamente a la posición en la que las plataformas se unirán a la pieza de transición o a la torre, respectivamente.

En otra realización, se introducen incluso más plataformas en la torre de la turbina. Esto no se muestra explícitamente en los dibujos, pero es fácil imaginar que en la sección central de la torre y también en la sección superior de la torre, se pueden introducir, e insertar posteriormente, una o varias plataformas. En este caso, la flexibilidad con respecto al diámetro preciso del espacio disponible es especialmente valiosa. Solo se ha garantizado que la plataforma también encaje en esta área del diámetro mínimo; de lo contrario, solo es necesario ajustar la longitud de las vigas.

Claims (9)

REIVINDICACIONES

1. Una turbina eólica que comprende

una plataforma (11)

un bastidor que comprende una primera viga (114) que tiene una longitud fija (115), y al menos una segunda viga (116) que tiene una longitud fija (117), en donde la plataforma (11) está unida, por medio del bastidor, al interior de una torre (35) o a una estructura (30) de soporte de la turbina eólica,

y en donde la plataforma (11) es un componente estandarizado, mientras que la longitud fija de la primera viga y la longitud fija de la segunda viga se adaptan especialmente a las dimensiones de una sección específica de la torre o la estructura (30) de soporte donde se monta la disposición (1) de plataforma;

en donde la primera viga (114) y la segunda viga (116) soportan la plataforma (11) y unen la plataforma a la torre (35) o a la estructura (30) de soporte de la turbina eólica, mediante el contacto directo entre la primera viga y la segunda viga, y un soporte de montaje que está unido a la torre o estructura de soporte:

en donde el diámetro de la plataforma es menor que la longitud fija de la primera viga, y menor que la longitud fija de la segunda viga

2. La turbina eólica según la reivindicación 1,

en donde la primera viga (114) y la segunda viga (116) se disponen sustancialmente perpendiculares entre sí.

3. La turbina eólica según una de las reivindicaciones 1 a 2, en donde el bastidor se adapta a las dimensiones de la sección específica de la torre (35) o de la estructura (30) de soporte en la que se monta la disposición (1) de plataforma, aumentando o disminuyendo las longitudes fijas de la primera viga y la segunda viga del bastidor.

4. La turbina eólica según una de las reivindicaciones 1 a 3, en donde la plataforma (11) comprende un dispositivo de interconexión, en donde dicho dispositivo es un raíl para facilitar la conexión de la plataforma estandarizada (11) con las vigas personalizadas (114, 116).

5. La turbina eólica según una de las reivindicaciones 1 a 4, con una unidad (10) que comprende una primera plataforma (111) y al menos una segunda plataforma (121), en donde la primera plataforma (111) y la segunda plataforma (121) están separadas, pero conectadas entre sí mediante un elemento (14) de conexión, cada plataforma (111, 121) unida al interior de una torre (35) o a una estructura (30) de soporte de la turbina eólica por medio de un bastidor, en donde las plataformas (111, 121) son componentes estandarizados, y los bastidores se adaptan a las dimensiones de la sección específica de la torre (35) o la estructura (30) de soporte donde se monta la unidad (10).

6. La turbina eólica según la reivindicación 5, en donde todas las plataformas (111, 121) de la unidad (10) tienen la misma forma estandarizada.

7. La turbina eólica según una de las reivindicaciones 5 o 6, que comprende un dispositivo eléctrico (20), en donde el dispositivo eléctrico (20) comprende la unidad (10) y el equipo eléctrico para controlar la turbina eólica, en donde el equipo eléctrico se dispone en al menos una de las plataformas (111, 121) de la unidad (10).

8. La turbina eólica según una de las reivindicaciones anteriores, para generar electricidad, comprendiendo la turbina eólica

-una torre (35),

-una estructura (30) de soporte para soportar la torre (35), y

-una disposición de plataforma que comprende una plataforma, y un bastidor que comprende una primera viga que tiene una longitud fija y al menos una segunda viga que tiene una longitud fija, en donde la plataforma está unida al interior de la torre o a la estructura de soporte de la turbina eólica por medio del contacto directo entre la primera viga y la segunda viga, y un soporte de montaje que está unido a la torre o la estructura de soporte;

-en donde la plataforma (11) es un componente estandarizado, mientras que la longitud fija de la primera viga y la longitud fija de la segunda viga se adaptan específicamente a las dimensiones de una sección específica de la torre (35) o la estructura (30) de soporte donde está montada la disposición (1) de plataforma.

9. La turbina eólica según la reivindicación 8,

en donde la disposición (1) de plataforma está montada en la parte superior de la estructura (30) de soporte, comprendiendo la estructura (30) de soporte, en particular, un monopilote (31) y una pieza (32) de transición, y la disposición (1) de plataforma se monta en la parte superior de la pieza (32) de transición.

La turbina eólica según una de las reivindicaciones 8 o 9,

en donde la turbina eólica comprende varias disposiciones (1) de plataforma que se montan en la torre (35) y/o en la estructura (30) de soporte, en donde cada una de las disposiciones (1) de plataforma se configura según una de las reivindicaciones 1 a 5.

Método para montar en la turbina eólica un equipo eléctrico para controlar una turbina eólica,

comprendiendo el método las etapas de

a) insertar una unidad prefabricada (10) de la turbina eólica según una de las reivindicaciones 5 o 6, en la torre (35) o la estructura (30) de soporte de la turbina eólica, por medio de un movimiento orientado hacia abajo,

b) mover la primera plataforma (111) a lo largo de un soporte de montaje relacionado con la segunda plataforma (121),

c) mover la unidad (10) más hacia abajo, hasta que la primera plataforma (111) alcance un soporte de montaje relacionado con la primera plataforma (111), y

d) fijar la primera plataforma (111) al soporte de montaje relacionado con la primera plataforma (111).

Método según la reivindicación 11,

en donde el método comprende la etapa adicional que se llevará a cabo después de la etapa b) y antes de la etapa d), de

e) girar la unidad (10) alrededor de su eje vertical (101),

en donde el eje vertical (101) se define como sustancialmente vertical con respecto a las extensiones planas de la primera (111) y la segunda (121) plataformas, respectivamente.