ES3017564T3 - Devices and methods for mitigating vibrations in wind turbine blades - Google Patents
Devices and methods for mitigating vibrations in wind turbine blades Download PDFInfo
- Publication number
- ES3017564T3 ES3017564T3 ES21187536T ES21187536T ES3017564T3 ES 3017564 T3 ES3017564 T3 ES 3017564T3 ES 21187536 T ES21187536 T ES 21187536T ES 21187536 T ES21187536 T ES 21187536T ES 3017564 T3 ES3017564 T3 ES 3017564T3
- Authority
- ES
- Spain
- Prior art keywords
- wind turbine
- blade
- active state
- inactive state
- turbine blade
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F03—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- F03D—WIND MOTORS
- F03D1/00—Wind motors with rotation axis substantially parallel to the air flow entering the rotor
- F03D1/06—Rotors
- F03D1/0608—Rotors characterised by their aerodynamic shape
- F03D1/0633—Rotors characterised by their aerodynamic shape of the blades
- F03D1/06495—Aerodynamic elements attached to or formed with the blade, e.g. flaps, vortex generators or noise reducers
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F03—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- F03D—WIND MOTORS
- F03D13/00—Assembly, mounting or commissioning of wind motors; Arrangements specially adapted for transporting wind motor components
- F03D13/10—Assembly of wind motors; Arrangements for erecting wind motors
- F03D13/104—Rotor installation, e.g. installation of blades
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F03—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- F03D—WIND MOTORS
- F03D80/00—Details, components or accessories not provided for in groups F03D1/00 - F03D17/00
- F03D80/50—Maintenance or repair
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
- F05B—INDEXING SCHEME RELATING TO WIND, SPRING, WEIGHT, INERTIA OR LIKE MOTORS, TO MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS COVERED BY SUBCLASSES F03B, F03D AND F03G
- F05B2230/00—Manufacture
- F05B2230/60—Assembly methods
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
- F05B—INDEXING SCHEME RELATING TO WIND, SPRING, WEIGHT, INERTIA OR LIKE MOTORS, TO MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS COVERED BY SUBCLASSES F03B, F03D AND F03G
- F05B2260/00—Function
- F05B2260/96—Preventing, counteracting or reducing vibration or noise
- F05B2260/964—Preventing, counteracting or reducing vibration or noise by damping means
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
- F05B—INDEXING SCHEME RELATING TO WIND, SPRING, WEIGHT, INERTIA OR LIKE MOTORS, TO MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS COVERED BY SUBCLASSES F03B, F03D AND F03G
- F05B2280/00—Materials; Properties thereof
- F05B2280/50—Intrinsic material properties or characteristics
- F05B2280/5006—Shape memory
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
- Y02E10/70—Wind energy
- Y02E10/72—Wind turbines with rotation axis in wind direction
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Fluid Mechanics (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Sustainable Development (AREA)
- Sustainable Energy (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Wind Motors (AREA)
Abstract
La presente divulgación se refiere a dispositivos para palas de aerogeneradores y métodos para reducir las vibraciones en aerogeneradores. En particular, se refiere a dispositivos para mitigar las vibraciones inducidas por vórtices y por pérdida de sustentación, palas de aerogeneradores que comprenden dichos dispositivos, y métodos para reducir las vibraciones de aerogeneradores cuando estos están estacionados, especialmente durante su instalación y/o mantenimiento. Un método para mitigar las vibraciones de un aerogenerador estacionado consiste en colocar un dispositivo en estado inactivo junto a una pala de aerogenerador y activar el dispositivo, en el que sujeta la pala con mayor fuerza que en estado inactivo. (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)
Description
DESCRIPCIÓN
Dispositivos y procedimientos para mitigar vibraciones en palas de turbina eólica
[0001] La presente divulgación se refiere a dispositivos para palas de turbina eólica y procedimientos para reducir vibraciones en turbinas eólicas. Más en particular, la presente divulgación se refiere a dispositivos para mitigar vibraciones inducidas por vórtices y vibraciones inducidas por entrada en pérdida, a palas de turbina eólica que comprenden dichos dispositivos y a procedimientos para reducir vibraciones en turbinas eólicas cuando las turbinas eólicas están paradas (“parked”), especialmente durante la instalación y/o mantenimiento de turbinas eólicas.
Antecedentes
[0002] Las turbinas eólicas modernas se usan comúnmente para suministrar electricidad a la red eléctrica. Las turbinas eólicas de este tipo comprenden, en general, una torre y un rotor dispuesto en la torre. El rotor, que comprende típicamente un buje y una pluralidad de palas, se pone en rotación bajo la influencia del viento sobre las palas. Dicha rotación genera un par de torsión que se transmite normalmente a través de un eje de rotor a un generador, ya sea directamente ("directamente accionado" o "sin engranajes") o bien a través del uso de una caja de engranajes. De esta forma, el generador produce electricidad que se puede suministrar a la red eléctrica.
[0003] El buje de turbina eólica se puede acoplar de forma rotatoria a una parte frontal de la góndola. El buje de turbina eólica se puede conectar a un eje de rotor y, a continuación, el eje de rotor se puede montar de forma rotatoria en la góndola usando uno o más rodamientos de eje de rotor dispuestos en un bastidor en el interior de la góndola. La góndola es una carcasa dispuesta en la parte superior de una torre de turbina eólica que puede contener y proteger la caja de engranajes (si está presente) y el generador (si no está colocado en el exterior de la góndola) y, dependiendo de la turbina eólica, otros componentes, tales como un convertidor de potencia y sistemas auxiliares.
[0004] Existe una tendencia a hacer palas de turbina eólica cada vez más largas para captar más viento y convertir la energía del viento en electricidad. Esto hace que las palas sean más flexibles y más propensas a vibraciones de las palas. Las palas de turbina eólica que vibran en exceso se pueden dañar. Las vibraciones de las palas de rotor también pueden dar como resultado que toda la estructura de turbina eólica oscile, por ejemplo, oscilaciones hacia adelante y hacia atrás u oscilaciones laterales. Las vibraciones en la pala de turbina eólica también pueden dañar otros componentes de la turbina eólica debido a un esfuerzo en exceso.
[0005] Cuando la turbina eólica está en operación (es decir, produciendo energía y conectada a una red eléctrica), un controlador de turbina eólica puede operar sistemas de accionamiento auxiliares, tales como un sistema depitcho un sistema de orientación, para reducir o cambiar las cargas en las palas. De esta manera, se pueden contrarrestar las vibraciones de las palas. Sin embargo, el problema de las vibraciones también puede ser grave en circunstancias cuando la turbina eólica está parada y desconectada de la red.
[0006] Cuando una turbina eólica está parada, el viento puede soplar contra la turbina eólica desde direcciones inusuales, es decir, diferentes de cuando esté en operación normal. El flujo de aire alrededor de la turbina eólica puede provocar que la turbina eólica vibre. Las vibraciones pueden someter a esfuerzo e incluso dañar uno o más componentes de turbina eólica, lo que puede comprometer el rendimiento de la turbina eólica, incrementar la necesidad de reparaciones y reducir la vida útil de la turbina eólica. Dado que no se puede adaptar la orientación de una pala de turbina eólica a la dirección del viento entrante, por ejemplo a través de orientación y/opitcheado,a diferencia de cuando la turbina eólica está en operación, los efectos de las vibraciones pueden ser mayores o diferentes cuando la turbina eólica está parada que cuando la turbina eólica está operando con normalidad y produciendo energía.
[0007] Esto se puede aplicar, en particular, cuando la turbina eólica se instala o pone en servicio (“commissioned”). Por ejemplo, puede ocurrir que se instale un rotor incompleto (por ejemplo, un rotor que tenga una única pala o dos palas de un total de tres palas). Puede que las palas restantes no se instalen hasta unos días o una semana más tarde. Entretanto, el rotor parcialmente instalado (o "incompleto") puede estar en reposo (“standstill”). El rotor puede estar bloqueado, o no, y la turbina eólica se puede exponer a condiciones de viento variables. Esto se puede aplicar igualmente si la turbina eólica se detiene durante varias horas, días o semanas, por ejemplo por motivos de mantenimiento. Una pala de turbina eólica puede comenzar a vibrar en cualquiera de estas condiciones dependiendo, en particular, de la dirección del viento.
[0008] El documento EP 3 795 824 A1 divulga un aparato para mitigar vibraciones generadas por vórtices o vibraciones inducidas por entrada en pérdida en una o más palas de rotor de una turbina eólica cuando está en reposo. El aparato incluye al menos un elemento de posicionamiento configurado para localizarse entre una sección de punta de pala y una sección de raíz de pala que está adaptado para envolver al menos una parte de la pala de rotor. El elemento de posicionamiento puede ser un resorte helicoidal en algunos ejemplos. El aparato también incluye al menos un elemento de modificación de flujo de aire acoplado al elemento de posicionamiento y configurado para definir una altura relativa a una superficie de la pala de rotor. Además, el aparato incluye al menos un elemento de fijación acoplado de forma operativa al elemento de posicionamiento para fijar temporalmente el elemento de modificación de flujo de aire a la pala de rotor.
Breve explicación
[0009] En un aspecto de la presente divulgación, se proporciona un dispositivo para mitigar la vibración de una turbina eólica parada de acuerdo con la reivindicación 1.
[0010] De acuerdo con este aspecto, un dispositivo se puede proporcionar en un estado inactivo. Si se dispone con una parte de una pala de turbina eólica, por ejemplo colocándose alrededor de la misma, en el estado inactivo, el dispositivo puede no ser capaz de agarrarse a la pala de turbina eólica o el dispositivo puede ser capaz de agarrarse a la pala con una cierta fuerza, es decir, puede ser capaz de ejercer cierta presión contra la pala. Cuando se actúa sobre el dispositivo, o cuando se activa, y se hace que pase a un estado activo, el dispositivo se agarra a la pala de turbina eólica con más firmeza que en el estado inactivo. En uso, el dispositivo puede modificar el aire que fluye alrededor de la pala de turbina eólica y evitar, o al menos reducir, las vibraciones inducidas por vórtices y/o por entrada en pérdida.
[0011] A lo largo de esta divulgación, un dispositivo en un estado activo se puede entender como un dispositivo que, en uso, es decir, cuando está montado en una pala de turbina eólica, presiona contra una superficie externa de la pala de turbina eólica más que en un estado inactivo.
[0012] A lo largo de esta divulgación, un dispositivo en un estado inactivo se puede entender como un dispositivo que no está agarrado a una pala de turbina eólica cuando se dispone sobre o alrededor de la misma, o al menos que no lo hace con tanta fuerza como cuando está en el estado activo.
[0013] A lo largo de la presente divulgación, los términos "reposo" y "parada" se usan de manera intercambiable y se pueden entender como una situación en la que la turbina eólica no produce electricidad y el rotor está sustancialmente en reposo. El rotor puede estar bloqueado, o no estarlo, en reposo. Por ejemplo, una turbina eólica puede estar parada o en reposo durante la instalación y/o puesta en servicio. Una turbina eólica también puede permanecer parada, por ejemplo, por motivos de mantenimiento después de operar con normalidad, es decir, tras producir energía, o en caso de una pérdida de red prolongada.
[0014] En el presente documento se puede entender que una turbina eólica está en operación cuando su rotor rota a una velocidad lo suficientemente alta para producir energía y el generador de la turbina eólica produce potencia eléctrica.
[0015] A lo largo de esta divulgación, un elemento de modificación de flujo de aire se puede entender como un elemento configurado para perturbar significativamente el flujo de aire, por ejemplo su magnitud y/o su dirección, alrededor de una pala de turbina eólica. En particular, el elemento de modificación de flujo de aire se puede configurar para hacer que el flujo de aire sea más turbulento y/o perturbar al menos un flujo de aire que avanza en una dirección a lo largo de la envergadura de la pala de turbina eólica.
[0016] En otro aspecto de la divulgación, se proporciona un procedimiento para mitigar vibraciones en una turbina eólica parada de acuerdo con la reivindicación 8.
[0017] Todavía en otro aspecto de la divulgación, se proporciona un procedimiento para mitigar vibraciones de una turbina eólica parada. El procedimiento comprende disponer un dispositivo inflable alrededor de una pala de turbina eólica. El procedimiento comprende además inflar el dispositivo. Al inflarse, el dispositivo puede perturbar el flujo de aire alrededor de la pala de turbina eólica.
Breve descripción de los dibujos
[0018]
La figura 1 ilustra una vista en perspectiva de un ejemplo de una turbina eólica;
la figura 2 ilustra una vista interna simplificada de un ejemplo de la góndola de la turbina eólica de la figura 1; la figura 3 ilustra una vista en perspectiva esquemática de una pala de turbina eólica mostrada en la figura 1; las figuras 4A, 5A, 5B y 6A ilustran esquemáticamente vistas en perspectiva de ejemplos de dispositivos para mitigar vibraciones dispuestos en una pala de turbina eólica;
las figuras 4B, 4C, 4D y 4E ilustran esquemáticamente ejemplos de secciones transversales parciales del dispositivo de la figura 4A a lo largo de la línea A-A;
la figura 5C ilustra esquemáticamente una vista superior del dispositivo de la figura 5B en una configuración extendida;
la figura 5D ilustra esquemáticamente una sección transversal del dispositivo de la figura 5C a lo largo de la línea B-B;
las figuras 6B, 6C, 6D y 6E ilustran esquemáticamente ejemplos de secciones transversales del dispositivo de la figura 6A a lo largo de la línea C-C;
la figura 7 ilustra esquemáticamente un diagrama de flujo de un procedimiento para mitigar vibraciones de una turbina eólica parada; y
Descripción detallada de ejemplos
[0019] A continuación se hará referencia en detalle a modos de realización de la invención, ilustrándose uno o más de sus ejemplos en los dibujos. Cada ejemplo se proporciona a modo de explicación de la invención, no como limitación de la invención. De hecho, será evidente para los expertos en la técnica que se pueden realizar diversas modificaciones y variaciones en la presente invención sin apartarse del alcance de la invención. Por ejemplo, las características ilustradas o descritas como parte de un modo de realización se pueden usar con otro modo de realización para proporcionar todavía otro modo de realización. Por tanto, se pretende que la presente invención cubra dichas modificaciones y variaciones como dentro del alcance de las reivindicaciones adjuntas.
[0020] La figura 1 es una vista en perspectiva de un ejemplo de una turbina eólica 10. En el ejemplo, la turbina eólica 10 es una turbina eólica de eje horizontal. De forma alternativa, la turbina eólica 10 puede ser una turbina eólica de eje vertical. En el ejemplo, la turbina eólica 10 incluye una torre 15 que se extiende desde un sistema de soporte 14 en un suelo 12, una góndola 16 montada en la torre 15 y un rotor 18 que está acoplado a la góndola 16. El rotor 18 incluye un buje rotatorio 20 y al menos una pala de rotor 22 acoplada al buje 20 y que se extiende hacia afuera desde el mismo. En el ejemplo, el rotor 18 tiene tres palas de rotor 22. En un modo de realización alternativo, el rotor 18 incluye un número mayor o menor que tres palas de rotor 22. La torre 15 se puede fabricar con acero tubular para definir una cavidad (no mostrada en la figura 1) entre un sistema de soporte 14 y la góndola 16. En un modo de realización alternativo, la torre 15 es cualquier tipo adecuado de torre que tenga cualquier altura adecuada. De acuerdo con una alternativa, la torre puede ser una torre híbrida que comprenda una parte hecha de hormigón y una parte de acero tubular. Además, la torre puede ser una torre de celosía parcial o completa.
[0021] Las palas de rotor 22 están espaciadas alrededor del buje 20 para facilitar la rotación del rotor 18 para permitir que la energía cinética se convierta, a partir del viento, en energía mecánica utilizable y, posteriormente, en energía eléctrica. Las palas de rotor 22 se engranan al buje 20 acoplando una región de raíz de pala 24 al buje 20 en una pluralidad de regiones de transferencia de carga 26. Las regiones de transferencia de carga 26 pueden tener una región de transferencia de carga de buje y una región de transferencia de carga de pala (ninguna mostrada en la figura 1). Las cargas inducidas en las palas de rotor 22 se transfieren al buje 20 por medio de las regiones de transferencia de carga 26.
[0022] En ejemplos, las palas de rotor 22 pueden tener una longitud que varía de aproximadamente 15 metros (m) a aproximadamente 90 m o más. Las palas de rotor 22 pueden tener cualquier longitud adecuada que posibilite que la turbina eólica 10 funcione como se describe en el presente documento. Por ejemplo, ejemplos no limitantes de longitudes de pala incluyen 20 m o menos, 37 m, 48,7 m, 50,2 m, 52,2 m o una longitud que sea mayor de 91 m. Cuando el viento incide en las palas de rotor 22 desde una dirección del viento 28, el rotor 18 rota alrededor de un eje de rotor 30. A medida que las palas de rotor 22 rotan y se someten a fuerzas centrífugas, las palas de rotor 22 también se someten a diversas fuerzas y momentos. De este modo, las palas de rotor 22 se pueden desviar y/o rotar desde una posición neutra, o no desviada, a una posición desviada.
[0023] Además, un ángulo depitchde las palas de rotor 22, es decir, un ángulo que determina una orientación de las palas de rotor 22 con respecto a la dirección del viento, se puede cambiar por un sistema depitch32 para controlar la carga y potencia generada por la turbina eólica 10 ajustando una posición angular de al menos una pala de rotor 22 en relación con los vectores de viento. Se muestran ejes depitch34 de palas de rotor 22. Durante la operación de la turbina eólica 10, el sistema depitch32 puede cambiar, en particular, un ángulo depitchde las palas de rotor 22 de modo que el ángulo de ataque de (partes de) las palas de rotor se reduzca, lo que facilita la reducción de una velocidad de rotación y/o facilita una entrada en pérdida del rotor 18.
[0024] En el ejemplo, unpitchde pala de cada pala de rotor 22 se controla individualmente por un controlador de turbina eólica 36 o por un sistema de control depitch80. De forma alternativa, elpitchde pala para todas las palas de rotor 22 se puede controlar simultáneamente por dichos sistemas de control.
[0025] Además, en el ejemplo, a medida que cambia la dirección del viento 28, se puede rotar una dirección de orientación de la góndola 16 alrededor de un eje de orientación 38 para situar las palas de rotor 22 con respecto a la dirección del viento 28.
[0026] En el ejemplo, el controlador de turbina eólica 36 se muestra como estando centralizado dentro de la góndola 16; sin embargo, el controlador de turbina eólica 36 puede ser un sistema distribuido por toda la turbina eólica 10, en el sistema de soporte 14, dentro de un parque eólico, y/o en un centro de control remoto. El controlador de turbina eólica 36 incluye un procesador 40 configurado para realizar los procedimientos y/o etapas descritos en el presente documento. Además, muchos de los demás componentes descritos en el presente documento incluyen un procesador.
[0027] Como se usa en el presente documento, el término "procesador" no se limita a circuitos integrados a los que se hace referencia en la técnica como ordenador, sino que se refiere ampliamente a un controlador, un microcontrolador, un microordenador, un controlador lógico programable (PLC), un circuito integrado específico de la aplicación y otros circuitos programables, y estos términos se usan de manera intercambiable en el presente documento. Se debe entender que un procesador y/o un sistema de control también pueden incluir memoria, canales de entrada y/o canales de salida.
[0028] La figura 2 es una vista en sección ampliada de una parte de la turbina eólica 10. En el ejemplo, la turbina eólica 10 incluye la góndola 16 y el rotor 18, que está acoplado de forma rotatoria a la góndola 16. Más específicamente, el buje 20 del rotor 18 está acoplado de forma rotatoria a un generador eléctrico 42 situado dentro de la góndola 16 mediante el eje principal 44, una caja de engranajes 46, un eje rápido 48 y un acoplamiento 50. En el ejemplo, el eje principal 44 está dispuesto, al menos parcialmente, coaxial a un eje longitudinal (no mostrado) de la góndola 16. Una rotación del eje principal 44 acciona la caja de engranajes 46 que, posteriormente, acciona el eje rápido 48 convirtiendo el movimiento de rotación relativamente lento del rotor 18 y del eje principal 44 en un movimiento de rotación relativamente rápido del eje rápido 48. Este último está conectado al generador 42 para generar energía eléctrica con la ayuda de un acoplamiento 50. Además, un transformador 90 y/o componentes electrónicos, conmutadores y/o inversores adecuados se pueden disponer en la góndola 16 para transformar energía eléctrica generada por el generador 42 que tenga una tensión de entre 400 V y 1000 V en energía eléctrica que tenga una tensión media (10 - 35 KV). Dicha energía eléctrica se conduce por medio de cables de alimentación desde la góndola 16 hasta la torre 15.
[0029] La caja de engranajes 46, el generador 42 y el transformador 90 se pueden sostener mediante un bastidor de estructura de soporte principal de la góndola 16, opcionalmente realizado como un bastidor principal 52. La caja de engranajes 46 puede incluir una carcasa de caja de engranajes que se conecta al bastidor principal 52 por uno o más brazos de par de torsión 103. En el ejemplo, la góndola 16 también incluye un rodamiento de soporte delantero principal 60 y un rodamiento de soporte posterior principal 62. Además, el generador 42 se puede montar en el bastidor principal 52 desacoplando medios de soporte 54, en particular para evitar que las vibraciones del generador 42 se introduzcan en el bastidor principal 52 y, de este modo, provoquen una fuente de emisión de ruido.
[0030] Opcionalmente, el bastidor principal 52 está configurado para llevar toda la carga provocada por el peso del rotor 18 y los componentes de la góndola 16 y por las cargas del viento y de rotación y, además, para introducir estas cargas en la torre 15 de la turbina eólica 10. El eje de rotor 44, el generador 42, la caja de engranajes 46, el eje rápido 48, el acoplamiento 50 y cualquier dispositivo de sujeción, soporte y/o fijación asociado incluyendo, pero sin limitarse a, el soporte 52, el rodamiento de soporte delantero 60 y el rodamiento de soporte posterior 62, se denominan, en ocasiones, tren de accionamiento 64.
[0031] En algunos ejemplos, la turbina eólica puede ser una turbina eólica de accionamiento directo sin caja de engranajes 46. El generador 42 opera a la misma velocidad de rotación que el rotor 18 en turbinas eólicas de accionamiento directo. Por lo tanto, en general, tienen un diámetro mucho mayor que los generadores usados en turbinas eólicas que tienen una caja de engranajes 46 para proporcionar una cantidad de potencia similar que una turbina eólica con una caja de engranajes.
[0032] La góndola 16 también puede incluir un mecanismo de accionamiento de orientación 56 que se puede usar para rotar la góndola 16 y, de este modo, también el rotor 18 alrededor del eje de orientación 38 para controlar la perspectiva de las palas de rotor 22 con respecto a la dirección del viento 28.
[0033] Para situar la góndola 16 apropiadamente con respecto a la dirección del viento 28, la góndola 16 también puede incluir al menos un sistema de medición meteorológica que puede incluir una veleta y un anemómetro. El sistema de medición meteorológica 58 puede proporcionar información al controlador de turbina eólica 36 que puede incluir la dirección del viento 28 y/o la velocidad del viento. En el ejemplo, el sistema depitch32 está dispuesto, al menos parcialmente, como un conjunto depitch66 en el buje 20. El conjunto depitch66 incluye uno o más sistemas de accionamiento depitch68 y al menos un sensor 70. Cada sistema de accionamiento depitch68 está acoplado a una respectiva pala de rotor 22 (mostrada en la figura 1) para modular el ángulo depitchde una pala de rotor 22 a lo largo del eje depitch34. Solo uno de los tres sistemas de accionamiento depitch68 se muestra en la figura 2.
[0034] En el ejemplo, el conjunto depitch66 incluye al menos un rodamiento depitch72 acoplado al buje 20 y a una respectiva pala de rotor 22 (mostrada en la figura 1) para rotar la respectiva pala de rotor 22 alrededor del eje depitch34. El sistema de accionamiento depitch68 incluye un motor de accionamiento depitch74, una caja de engranajes de accionamiento depitch76 y un piñón de accionamiento depitch78. El motor de accionamiento depitch74 está acoplado a la caja de engranajes de accionamiento depitch76 de modo que el motor de accionamiento depitch74 confiera una fuerza mecánica a la caja de engranajes de accionamiento depitch76. La caja de engranajes de accionamiento depitch76 está acoplada al piñón de accionamiento depitch78 de modo que el piñón de accionamiento depitch78 rote mediante la caja de engranajes de accionamiento depitch76. El rodamiento depitch72 está acoplado al piñón de accionamiento depitch78 de modo que la rotación del piñón de accionamiento depitch78 provoque una rotación del rodamiento depitch72.
[0035] El sistema de accionamiento depitch68 está acoplado al controlador de turbina eólica 36 para ajustar el ángulo depitchde una pala de rotor 22 tras recibir una o más señales desde el controlador de turbina eólica 36. En el ejemplo, el motor de accionamiento depitch74 es cualquier motor adecuado accionado por potencia eléctrica y/o un sistema hidráulico que posibilita que el conjunto depitch66 funcione como se describe en el presente documento. De forma alternativa, el conjunto depitch66 puede incluir cualquier estructura, configuración, disposición y/o componentes adecuados, tales como, pero sin limitarse a, cilindros hidráulicos, resortes y/o servomecanismos. En determinados modos de realización, el motor de accionamiento depitch74 se acciona mediante la energía extraída de una inercia de rotación del buje 20 y/o una fuente de energía almacenada (no mostrada) que suministra energía a los componentes de la turbina eólica 10.
[0036] El conjunto depitch66 también puede incluir uno o más sistemas de control depitch80 para controlar el sistema de accionamiento depitch68 de acuerdo con señales de control del controlador de turbina eólica 36, en caso de situaciones prioritarias específicas y/o cuando el rotor 18 opera a demasiada velocidad. En el ejemplo, el conjunto depitch66 incluye al menos un sistema de control depitch80 acoplado de forma comunicativa a un respectivo sistema de accionamiento depitch68 para controlar el sistema de accionamiento depitch68 independientemente del controlador de turbina eólica 36. En el ejemplo, el sistema de control depitch80 está acoplado al sistema de accionamiento depitch68 y a un sensor 70. Durante la operación normal de la turbina eólica 10, el controlador de turbina eólica 36 puede controlar el sistema de accionamiento depitch68 para ajustar un ángulo depitchde las palas de rotor 22.
[0037] De acuerdo con un modo de realización, un generador de potencia 84 que comprende, por ejemplo, una batería y condensadores eléctricos, está dispuesto en el buje 20, o dentro del mismo, y está acoplado al sensor 70, al sistema de control depitch80 y al sistema de accionamiento depitch68 para proporcionar una fuente de potencia a estos componentes. En el ejemplo, el generador de potencia 84 proporciona una fuente de potencia continua al conjunto depitch66 durante la operación de la turbina eólica 10. En un modo de realización alternativo, el generador de potencia 84 proporciona potencia al conjunto depitch66 solo durante un evento de pérdida de potencia eléctrica de la turbina eólica 10. El evento de pérdida de potencia eléctrica puede incluir pérdida o caída de red de potencia, mal funcionamiento de un sistema eléctrico de la turbina eólica 10 y/o fallo del controlador de turbina eólica 36. Durante el evento de pérdida de potencia eléctrica, el generador de potencia 84 opera para proporcionar potencia eléctrica al conjunto depitch66 de modo que el conjunto depitch66 pueda operar durante el evento de pérdida de potencia eléctrica.
[0038] En el ejemplo, el sistema de accionamiento depitch68, el sensor 70, el sistema de control depitch80, los cables y el generador de potencia 84 están situados cada uno en una cavidad 86 definida por una superficie interior 88 del buje 20. En un modo de realización alternativo, dichos componentes están situados con respecto a una superficie exterior del buje 20 y se pueden acoplar, directa o indirectamente, a la superficie exterior.
[0039] Una vista en perspectiva esquemática de una pala de turbina eólica 22, por ejemplo una de las palas de rotor 22 mostradas en la figura 1, se ilustra como ejemplo en la figura 3. La pala de rotor 22 incluye una raíz de pala 210, una punta de pala 220, un borde de ataque 260 y un borde de salida 270. La raíz de pala 210 está configurada para montar la pala de rotor 22 en el buje 20 de una turbina eólica 10. La pala de turbina eólica 22 se extiende longitudinalmente entre la raíz de pala 210 y la punta de pala 220. Una envergadura 230 define una longitud de la pala de rotor 22 entre dicha raíz de pala 210 y la punta de pala 220. Una cuerda 280 en una posición dada de la pala es una línea recta imaginaria que une el borde de ataque 260 y el borde de salida 270, teniendo la sección transversal, en general, una sección transversal conformada como perfil alar. Como se entiende, en general, una dirección a lo largo de la cuerda es sustancialmente perpendicular a una dirección a lo largo de la envergadura. Además, la cuerda 280 puede variar en longitud 285 a medida que la pala de rotor 22 se extiende desde la raíz de pala 210 hasta la punta de pala 220. La pala de turbina eólica 22 también incluye un lado de presión 240 y un lado de succión 250 que se extienden entre el borde de ataque 260 y el borde de salida 270. Una región de punta 225 se puede entender como una parte de una pala de turbina eólica 22 que incluye la punta 220. Una región de punta puede tener una longitud de un 33 %, 30 % o 25 % de la envergadura o menos. Una región de raíz 24 se puede entender como una parte de la pala que incluye la raíz 210. Una región de raíz puede tener una longitud de, por ejemplo, un 33 %, 30 % de la envergadura o menos.
[0040] La pala de rotor 22, en diferentes posiciones a lo largo de la envergadura, tiene diferentes perfiles aerodinámicos y, por tanto, puede tener secciones transversales 290 conformadas como perfil alar, tal como una sección transversal conformada como perfil alar simétrica o combada. Cerca de una raíz de la pala, la sección transversal de la pala puede ser redondeada, incluso circular o casi circular. Más cerca de una punta de la pala, la sección transversal de la pala puede ser más delgada y puede tener una forma de perfil alar.
[0041] Cuando una turbina eólica está parada o detenida, las vibraciones provocadas por el aire que fluye alrededor de la turbina eólica, en particular alrededor de las palas de turbina eólica, pueden someter a esfuerzo y dañar las palas de turbina eólica y la turbina eólica. El rotor de turbina eólica se puede bloquear, o no, en estas situaciones.
[0042] Se pueden producir al menos dos tipos de oscilaciones o vibraciones, en particular, cuando la turbina está parada. Las primeras son las denominadas vibraciones inducidas por vórtices (VIV) y estas pueden surgir cuando un ángulo de ataque de una pala o parte de perfil alar es de alrededor de 90 grados. Los desprendimientos de vórtices pueden contribuir a potenciar la oscilación de las palas de turbina eólica. El segundo tipo de oscilaciones son vibraciones inducidas por entrada en pérdida (SIV), que pueden surgir cuando el ángulo de ataque está cerca de los ángulos de entrada en pérdida (por ejemplo, 15 grados - 30 grados). El ángulo de ataque se puede entender como un ángulo geométrico entre una dirección de flujo del viento y la cuerda de una pala de rotor o una cuerda local de una sección de pala de rotor.
[0043] Los dispositivos 300, como se describe en el presente documento, pueden reducir las vibraciones cuando la turbina eólica está parada. Puede que el rendimiento de la turbina eólica no se vea afectado negativamente, ya que el/los dispositivo(s) se puede(n) retirar antes de que la turbina eólica inicie la operación normal. Uno o más dispositivos 300 pueden ser, en particular, útiles durante la instalación y/o puesta en servicio de una turbina eólica. También puede ser útil si la turbina eólica se detiene, por ejemplo, para su mantenimiento.
[0044] Se proporciona un dispositivo 300 para mitigar las vibraciones de una turbina eólica parada. El dispositivo comprende uno o más elementos de modificación de flujo de aire. El dispositivo está configurado para pasar de un estado inactivo a un estado activo. El dispositivo está configurado para agarrarse a una pala de turbina eólica con más firmeza en el estado activo que en el estado inactivo. El dispositivo comprende un material con memoria de forma y el dispositivo está configurado para pasar del estado inactivo al estado activo en respuesta a la activación del material con memoria de forma; o el dispositivo comprende una o más estructuras inflables y el dispositivo (300) está configurado para pasar del estado inactivo al estado activo inflando las estructuras inflables; o el dispositivo comprende una o más cámaras de vacío y el dispositivo (300) está configurado para pasar del estado inactivo al estado activo aplicando vacío a las cámaras de vacío.
[0045] Las figuras 4A a 6E muestran esquemáticamente algunos ejemplos de dichos dispositivos 300.
[0046] En algunos ejemplos, por ejemplo en las figuras 4A-4E, el dispositivo puede comprender un material con memoria de forma y el dispositivo se puede configurar para pasar del estado inactivo al activo en respuesta a la activación del material con memoria de forma. Un material con memoria de forma se puede entender como un material que tiene una o más propiedades que se ven afectadas de manera controlada por algunos estímulos externos, de modo que el material puede cambiar de un primer estado (por ejemplo, una forma temporal deformada) a un segundo estado (por ejemplo, una forma por defecto original) en respuesta a los estímulos.
[0047] Es decir, cuando se activa el dispositivo, por ejemplo aplicándole un estímulo tal como calor o luz, puede cambiar su forma. De esta manera, en un estado inactivo, el dispositivo puede tener una primera forma y cuando, por ejemplo, se aplica calor al dispositivo, su forma cambia, provocando que se agarre a una pala de turbina eólica. En el estado activo, el dispositivo tiene, por lo tanto, una segunda forma diferente.
[0048] En la figura 4A se ilustra un ejemplo de un dispositivo 300 que comprende un material con memoria de forma. En esta figura, el dispositivo se muestra en un estado activo acoplado a una pala de turbina eólica 22. El dispositivo puede estar hecho completamente de uno o más materiales con memoria de forma en algunos ejemplos. En otros ejemplos, uno o más materiales con memoria de forma se pueden incluir solo en algunas partes del dispositivo, por ejemplo a lo largo de una o más partes longitudinales del dispositivo 300. Activando dichas partes, el dispositivo 300 se puede fijar a la pala. La contracción del dispositivo 300 puede ocurrir a lo largo de una longitud del dispositivo y/o a lo largo de una altura 320 del dispositivo, independientemente de si el dispositivo incluye material(es) con memoria de forma a lo largo de toda su longitud o solo a lo largo de algunas partes del mismo. En algunos ejemplos, el dispositivo 300 se puede encoger a lo largo de la longitud del dispositivo y se puede expandir a lo largo de una altura del dispositivo. Esto puede permitir un acoplamiento adecuado a la pala 22.
[0049] En el estado activo, el dispositivo 300 tiene una forma espiral o helicoidal, rodeando de este modo una pala de turbina eólica 22. En un estado inactivo, el dispositivo tiene una forma diferente o al menos un tamaño diferente. Por ejemplo, el dispositivo puede tener todavía una forma espiral o helicoidal en un estado inactivo, pero con bucles más sueltos o menos apretados. Cuando se somete a un estímulo apropiado, se puede encoger y presionar la superficie exterior, por ejemplo las superficies del lado de presión 240 y del lado de succión 250, de la pala de turbina eólica 22. Los estímulos apropiados pueden incluir, por ejemplo, calor, luz, campos eléctricos y campos magnéticos.
[0050] En algunos otros ejemplos, el dispositivo 300 en el estado inactivo puede ser sustancialmente recto, por ejemplo un tubo recto, y solo cuando se actúa sobre el mismo comienza a curvarse alrededor de la pala de turbina eólica 22 para agarrarse a la pala. Almacenar y transportar dispositivos sustancialmente rectos, no curvados, puede ser más fácil y eficaz que almacenar y transportar dispositivos curvos. Todavía en otros ejemplos, la forma del dispositivo en el estado inactivo puede ser diferente a las opciones mencionadas en el presente documento.
[0051] El dispositivo 300 puede comprender uno o más materiales con memoria de forma, incluidas aleaciones con memoria de forma, polímeros con memoria de forma y/o materiales híbridos con memoria de forma.
[0052] Cuando está en uso, el dispositivo 300 puede ayudar a modificar el aire que fluye alrededor de la pala de turbina eólica 22. Por ejemplo, el aire que fluye alrededor de la pala puede chocar con el dispositivo, lo que dificulta el avance del flujo de aire. El aire puede volverse más turbulento después de dejar atrás el dispositivo. Al dificultar el avance del flujo de aire se pueden descorrelacionar los desprendimientos de vórtices en la localización a lo largo de la envergadura del dispositivo y otros desprendimientos de vórtices en otras posiciones a lo largo de la envergadura de la pala. Hacer que los desprendimientos de vórtices no sean coherentes a lo largo de una longitud 230 de la pala 22 puede reducir las VIV.
[0053] Además, la forma helicoidal del dispositivo 300 puede alterar los patrones de separación del flujo local. Por lo tanto, se pueden reducir las pendientes negativas de la curva de sustentación y, en consecuencia, mitigar las SIV
[0054] El dispositivo puede comprender varios bucles en el estado activo. Por ejemplo, se pueden proporcionar un primer bucle 301 y un segundo bucle 302. Tener más de un bucle, por ejemplo dos, tres, cuatro o más bucles, puede ayudar a mejorar el efecto de descorrelación de los desprendimientos de vórtices.
[0055] La figura 4B muestra varios ejemplos de secciones transversales parciales del cuerpo 310 del dispositivo 300 de la figura 4A. El cuerpo 310 del dispositivo 300, o el dispositivo como tal, se puede ver como un elemento de modificación de flujo de aire. Las secciones transversales en esta figura se han tomado a lo largo de la línea A-A de la figura 4A. Solo se ilustra una parte del dispositivo 300 y la pala 22. El dispositivo 300 tiene una altura 320 de modo que cuando el dispositivo está montado en una pala de turbina eólica, el flujo de aire se puede ver perturbado. Una altura 320 puede ser aproximadamente del 5 % al 10 % de una longitud de cuerda 285. Una longitud de cuerda se puede entender como una longitud promedio de las cuerdas a lo largo de la longitud 230 de la pala 22. Una altura 320 se puede medir en una dirección sustancialmente perpendicular a una superficie local de la pala de turbina eólica 22 a la que está acoplado el dispositivo en algunos ejemplos. Un lado de pala 330 del dispositivo 300, es decir, un lado del dispositivo configurado para estar orientado hacia una superficie externa de pala, no necesita tocar la superficie de la pala de turbina eólica a lo largo de toda la longitud del dispositivo y, por tanto, una dirección en la que se mide la altura 320 no necesita ser siempre sustancialmente perpendicular a la superficie exterior de la pala de turbina eólica. Por tanto, la figura 4B es meramente ilustrativa. Una longitud del dispositivo 300 es perpendicular al plano de las figuras 4A-4E en las secciones transversales mostradas.
[0056] Cabe destacar que el dispositivo de la figura 4A puede tener una sección transversal variable a lo largo de su longitud. Es decir, una altura 320 y una anchura (dimensión sustancialmente perpendicular a la altura 320) del dispositivo 300 pueden variar a lo largo de la longitud del dispositivo.
[0057] El dispositivo 300 puede comprender un elemento de calentamiento 340 para calentar el material con memoria de forma. Por elemento de calentamiento se puede entender un elemento en contacto directo con el dispositivo que se puede calentar. Cuando el elemento se calienta, la temperatura del dispositivo se incrementa y desencadena su cambio de forma. Por ejemplo, se puede proporcionar una película, un alambre o un tubo que se pueda calentar y que se extienda a lo largo de la longitud del dispositivo, por ejemplo dentro del dispositivo. En algunos otros ejemplos, el dispositivo 300 puede comprender uno o más alambres de material(es) con memoria de forma a lo largo de una longitud total o parcial del dispositivo, y una o más bobinas pueden calentar los alambres. Una o más bobinas pueden, por ejemplo, envolver los alambres. Todavía en algunos otros ejemplos se puede proporcionar un elemento de iluminación. En general, se puede proporcionar un elemento de activación configurado para estimular el material con memoria de forma.
[0058] En algunos otros ejemplos, no es necesario incluir un elemento de calentamiento 340 con el dispositivo 300. La resistencia óhmica del/de los material(es) con memoria de forma puede, en algunos ejemplos, ser suficiente para el autocalentamiento cuando circula una corriente a través del/de los material(es) con memoria de forma. De forma alternativa, un operario puede aplicar directamente un estímulo, tal como calor o luz, al dispositivo 300. Por ejemplo, el dispositivo 300 se puede iluminar con una luz específica procedente de una fuente de luz, y la luz desencadena la contracción del dispositivo. La luz puede ser, por ejemplo, luz infrarroja.
[0059] Se puede proporcionar una fuente de energía 350 para incrementar la temperatura del elemento de calentamiento. Por ejemplo, una batería se puede configurar para aplicar una tensión al elemento de calentamiento de modo que el calor se disipe a través del elemento, incrementando su temperatura. A continuación, el dispositivo 300 también se calienta, modificando de este modo su forma y/o haciendo que se encoja. En general, se puede proporcionar una fuente de energía para suministrar energía al elemento de activación.
[0060] En algunos ejemplos, la fuente de energía se puede proporcionar con el dispositivo 300, por ejemplo dentro del dispositivo, de modo que cada dispositivo que se vaya a acoplar a una pala de turbina eólica 22 tenga su propia fuente de energía para activar el dispositivo. En algunos otros ejemplos, la fuente de energía puede no proporcionarse con el dispositivo, sino que puede ser una fuente de energía externa que se puede conectar al elemento de calentamiento 340 del dispositivo 300. Un operario puede transportar la fuente de energía y usarla para calentar cada dispositivo 300 para montarlos alrededor de una pala de turbina eólica 22.
[0061] El número y la disposición de las fuentes de energía 350 que se usarán para calentar un dispositivo 300, o al menos la posición en la que tiene lugar la transferencia de energía desde la(s) fuente(s) de energía 350 al elemento de calentamiento 340, se pueden seleccionar dependiendo de cómo se desee que se lleve a cabo la deformación del dispositivo 300. Por ejemplo, una fuente de energía 350 o una conexión 355 a un elemento de calentamiento 340 se puede proporcionar en un extremo longitudinal 305 de un dispositivo 300, o una pluralidad de fuentes de energía o conexiones a un elemento de calentamiento 340 se pueden proporcionar a lo largo de una longitud del dispositivo 300. La manera en que el dispositivo se encoge y cambia de forma en cada caso será diferente.
[0062] Un dispositivo 300 puede estar dispuesto en una región de punta 225. La región de punta puede ser la parte de la pala de turbina eólica que vibra más cuando la turbina eólica está parada. Por lo tanto, puede ser ventajoso, en particular, montar el dispositivo en esta zona de la pala.
[0063] Se puede conectar más de un dispositivo 300 a la pala de turbina eólica 22. La distancia entre dos dispositivos consecutivos acoplados a una pala en una dirección a lo largo de la envergadura puede ser tal que el flujo de aire encuentre dos obstáculos en su camino (si los dispositivos 300 estuvieran demasiado cerca, podrían actuar como un único dispositivo más grande en lugar de haber dos interrupciones locales del flujo de aire alrededor de la pala 22). Esto puede ayudar a descorrelacionar aún más los desprendimientos de vórtices a lo largo de una longitud 230 de la pala de turbina eólica y hacer que el flujo de aire se adhiera a la pala. En algunos ejemplos, dos dispositivos 300 pueden estar separados entre una y cinco longitudes de cuerda 285. En este aspecto, una longitud de cuerda se puede entender como una longitud promedio de las cuerdas a lo largo de la longitud de la pala 22.
[0064] En las figuras 5A-5D se proporciona otro ejemplo de un dispositivo 300 para mitigar las vibraciones de una turbina eólica parada. En las figuras 5A y 5B, el dispositivo está montado alrededor de una pala de turbina eólica 22 y comprende una base 360 y una pluralidad de protuberancias 370. La base 360 está configurada para quedar orientada hacia una superficie de una pala de turbina eólica 22, por ejemplo, las superficies del lado de presión 240 y del lado de succión 350. Las protuberancias 370 están configuradas para extenderse lejos de la superficie de la pala de turbina eólica en el estado activo. En la figura 5C se proporciona una vista superior del dispositivo 300 de la figura 5B en una configuración extendida. En la figura 5D se muestra una sección transversal del dispositivo de la figura 5C a lo largo de la línea B-B.
[0065] La base 360 puede comprender un material con memoria de forma. La descripción anterior en relación con los materiales con memoria de forma y el dispositivo 300 de las figuras 4A-4D también se aplica a la base 360. Por ejemplo, la base 360 puede incluir un elemento de calentamiento 340 (en general, un elemento de activación), de modo que cuando el elemento de calentamiento 340 incrementa su temperatura, la temperatura de la base 360 también se incrementa, y la base 360 se encoge alrededor de una pala de turbina eólica 22.
[0066] También es posible que la base 360 comprenda más de un elemento de activación 340. Por ejemplo, dos o más elementos de calentamiento 340, por ejemplo tres, cuatro, cinco o más elementos de calentamiento pueden estar dispuestos dentro de la base 360, por ejemplo sustancialmente paralelos a lo largo de una longitud 380 o una anchura 390 de la base 360. También se puede incluir una pluralidad de elementos de calentamiento 340 en el dispositivo 300 de las figuras 4A-4D. En uso, una longitud 390 de la base 360 se puede medir a lo largo de una dirección a lo largo de la envergadura y una anchura 380 de la base 360 se puede medir a lo largo de una dirección a lo largo de la cuerda. En la figura 5C, la longitud 390 es mayor que la anchura 380 de la base 360, pero lo opuesto, es decir, que la dimensión 380 sea mayor que la dimensión 390, también puede ser posible.
[0067] En algunos otros ejemplos, la base 360 no necesita incluir un elemento de calentamiento 340, sino que la base 360 puede pasar de un estado inactivo a un estado activo mediante un operario que estimule la base 360, por ejemplo calentándola directamente o iluminándola con luz de una longitud de onda adecuada.
[0068] Todavía en algunos otros ejemplos, la base 360 puede no comprender uno o más materiales con memoria de forma.
[0069] Independientemente de que la base 360 incluya o no uno o más materiales con memoria de forma, la base 360 se puede proporcionar en una configuración cerrada. Por ejemplo, la base 360 puede tener una sección transversal anular y/o la base 360 puede tener una forma tubular. Una base 360 en una configuración cerrada se puede denominar manguito. En otros ejemplos, la base 360 se puede proporcionar en una configuración abierta. En una configuración abierta, dos bordes opuestos 365, 366 del dispositivo 300, por ejemplo los bordes configurados para extenderse en una dirección a lo largo de la envergadura cuando el dispositivo se coloca alrededor de la pala 22, no pueden estar unidos.
[0070] Se pueden proporcionar uno o más elementos tensores 368 a lo largo de una longitud 390 de la base 360. Un elemento tensor, que se extiende entre los bordes 363 y 364 de la base 360 en la figura 5B, se puede configurar para extenderse, cuando el dispositivo 300 está en uso, a lo largo de una dirección a lo largo de la envergadura. Un elemento tensor 368 está configurado para proporcionar una tensión fiable a la base 360 y para permitir variaciones en la forma de una pala 22 y/o variaciones en la forma entre diferentes palas 22. Si un perímetro en sección transversal cambia a lo largo de una longitud 230 de la pala 22, el/los elemento(s) tensor(es) 368 se puede(n) deformar y, en particular, se pueden estirar y compensar ese cambio salvando un hueco entre dos bordes de la base 360, adaptando por tanto la base 360 a la pala 22. La capacidad de estiramiento del/de los elemento(s) tensor(es) 368 también puede facilitar el uso de una misma base 360 para palas 22 de diferentes tamaños. Un elemento tensor 368 puede ser, por ejemplo, un elemento deformable, flexible o elástico, tal como un devanado de correa de caucho o un utensilio elástico.
[0071] Una base 360 puede comprender uno o más materiales con memoria de forma y uno o más elementos tensores 368 en algunos ejemplos. En otros ejemplos, los elementos tensores 368 pueden no proporcionarse en una base 360 que ya comprende uno o más materiales con memoria de forma.
[0072] En algunos ejemplos, la base 360 del dispositivo 300 puede comprender un elemento de liberación 395. El elemento de liberación 395 se puede configurar para acoplar de forma extraíble la base 360 a la pala de turbina eólica 22. Por lo tanto, el elemento de liberación puede ayudar a separar la base 360 de la pala 22 cuando el dispositivo 300 ya no es necesario, es decir, antes de empezar a operar la turbina eólica 22. Un elemento de liberación puede ser una cremallera o un fijador de tipo gancho y bucle, tal como Velcro™. El elemento de liberación 395, que se extiende entre los bordes 363 y 364 de la base 360 en la figura 5A, se puede configurar para extenderse, cuando el dispositivo está en uso 300, a lo largo de una dirección a lo largo de la envergadura.
[0073] Se pueden usar uno o más elementos tensores 368 en combinación con un elemento de liberación 395. Esto se puede ver en la figura 5B. En este ejemplo, se puede usar, por ejemplo, una cremallera 395 para acoplar de forma extraíble la base 360 a la pala 22, y dos elementos tensores 368 pueden ayudar a adaptar la base 360 al contorno de la pala 22 cuando se cierra la cremallera. Los elementos tensores 368 pueden estar dispuestos sustancialmente contiguos al elemento de liberación 395.
[0074] En algunos ejemplos, la base 360 puede comprender perforaciones para facilitar la retirada del dispositivo 300. Las perforaciones se pueden disponer siguiendo un patrón específico. Dicho patrón que incluye una pluralidad de perforaciones se puede denominar patrón frangible o desgarrable. Por ejemplo, las perforaciones pueden formar una línea sustancialmente recta a lo largo de una longitud 390 o una anchura 380 de la base 360. La línea se puede denominar línea desgarrable o frangible. Actuando sobre el patrón perforado, la base 360 se puede separar de la pala 22.
[0075] En otros ejemplos de un dispositivo 300 se pueden proporcionar uno o más elementos de liberación 395 y/o patrones frangibles o desgarrables. Por ejemplo, el dispositivo 300 de las figuras 4A-4D puede incluir un accesorio extraíble o un patrón desgarrable para retirar el dispositivo 300 de una pala 22. Dichas maneras de retirar un dispositivo 300 pueden ser útiles si el dispositivo 300 incluye un material con memoria de forma unidireccional, es decir, si no es posible pasar de un estado activo al estado inactivo.
[0076] Las protuberancias 370 del dispositivo 300 se extienden desde su base 360. Las protuberancias 370 se pueden configurar para estar dispuestas a lo largo de al menos el borde de ataque 260 en el estado activado del dispositivo. Las protuberancias se pueden agrupar en filas 393. Por ejemplo, se pueden proporcionar dos filas 393 de protuberancias. Cada una de las filas 393 se puede configurar de modo que, cuando el dispositivo 300 está dispuesto en la pala de turbina eólica 22 y se hace que la base 360 se contraiga, una fila se extiende a lo largo del borde de ataque de la pala de turbina eólica y la otra fila se extiende a lo largo del borde de salida 270 de la pala de turbina eólica.
[0077] Las protuberancias 370 pueden ayudar a crear un flujo de aire turbulento, provocando una separación más temprana del flujo local, incrementando el arrastre y reduciendo la sustentación. Por tanto, las protuberancias pueden ayudar a reducir las VIV y/o las SIV.
[0078] El dispositivo 300 puede comprender más de dos filas 393. Por ejemplo, se pueden proporcionar tres, cuatro, cinco o más filas 393 de protuberancias 370. Las filas 393 se pueden extender en una dirección a lo largo de la envergadura cuando el dispositivo 300 está en uso.
[0079] La inclusión de protuberancias que se colocarán sobre un lado de presión 240 y/o un lado de succión 250 de una pala 22 puede mejorar el efecto de creación de turbulencia y, por lo tanto, disminuir la entrada en pérdida y la coherencia entre desprendimientos de vórtices.
[0080] En algunos otros ejemplos, las protuberancias 370 no están dispuestas en filas 393 dispuestas a lo largo de la envergadura. Se pueden proporcionar diferentes disposiciones de las protuberancias 370.
[0081] Las protuberancias 370 se pueden configurar para que tengan la misma forma cuando el dispositivo 300 está en el estado inactivo que cuando está en el estado activo. Por ejemplo, las protuberancias 370 pueden tener una forma saliente alargada independientemente del estado (inactivo o activo) en el que se encuentre el dispositivo. Las protuberancias 370 pueden comprender uno o más materiales que les confieran cierta robustez. Por lo tanto, dado que el dispositivo es robusto, una vez que el dispositivo 300 se aprieta alrededor de la pala de turbina eólica 22, se obtiene inmediatamente la funcionalidad de alterar el flujo de aire alrededor de la pala.
[0082] En algunos otros ejemplos, las protuberancias 370 son estructuras inflables 430 y, por lo tanto, se pueden inflar. Una protuberancia 370 puede incluir una cámara interna 420 y una pared 410. Se puede entender que la pared 410 delimita, al menos en parte, la cámara 420. La pared 410 está unida a la base 360. Cuando se introduce aire o un gas adecuado, por ejemplo dióxido de carbono, helio o nitrógeno, en la cámara interna 420, la pared 410 se empuja y la protuberancia 370 se infla. Un gas, o en general un fluido, puede ser adecuado si puede empujar las paredes 410 e inflar la estructura inflable.
[0083] La base 360 se puede montar primero alrededor de la pala de turbina eólica haciendo que la base 360 se contraiga y, a continuación, se pueden inflar las protuberancias 370. Las protuberancias 370 se pueden inflar una por una, por ejemplo una tras otra. Pero si sus cámaras internas 420 se conectan, es decir, hay efectivamente una sola cámara interna sobre la base 360, las protuberancias 370 se pueden inflar sustancialmente al mismo tiempo. O al menos, todas las protuberancias 370 se pueden inflar usando una única entrada de gas.
[0084] Todavía en algunos otros ejemplos, puede ser posible que las protuberancias 370 incluyan un material con memoria de forma y que las protuberancias 370 se hagan sobresalir de la base 360 cuando se aplica un estímulo a la base 360. En estos ejemplos, las protuberancias 370 se retraerían en el estado inactivo del dispositivo y se extenderían cuando el dispositivo pase a un estado activo, por ejemplo al calentar el dispositivo 300 o la base 360.
[0085] Todavía en algunos otros ejemplos, la base 360 puede ser inflable. La base 360 se puede configurar para inflarse por separado de las protuberancias 370, o se pueden proporcionar en una sola pieza y se pueden inflar juntas.
[0086] Todavía en algunos otros ejemplos, se puede hacer que la base 360 pase del estado inactivo al estado activo aplicando vacío a la base 360. Por ejemplo, se puede usar una bomba neumática para hacer que la base 360 se agarre a la pala de turbina eólica 22. La base 360 se puede configurar para este fin; por ejemplo, la base se puede configurar para arrugarse y encogerse alrededor de la pala 22 cuando se le aplica vacío. La base 360 puede tener una válvula para conectar una bomba de vacío para aplicar vacío. La base 360 se puede ver como una cámara de vacío en algunos ejemplos. La base 360 puede comprender más de una cámara de vacío en otros ejemplos. En general, un dispositivo 300 puede comprender una o más cámaras de vacío, y el dispositivo 300 se puede configurar para pasar de un estado inactivo a un estado activo aplicando vacío a las una o más cámaras de vacío.
[0087] Cabe señalar que el dispositivo 300 de las figuras 4A-4D se puede proporcionar de manera similar al dispositivo de las figuras 5A a 5D en que el cuerpo 310 del dispositivo 300 puede comprender una base 360 y una protuberancia 370. La descripción de la base 360 y una protuberancia 370 en relación con las figuras 5A a 5d se puede aplicar a este otro ejemplo de dispositivo. En la figura 4E se ilustra una sección transversal de este dispositivo. Por lo tanto, las protuberancias 370 pueden ser resistentes y tener su forma funcional ya en el estado inactivo del dispositivo 300, o las protuberancias 370 pueden ser inflables y la funcionalidad de perturbación del aire se puede obtener, por ejemplo, después de que el dispositivo pase al estado activo inflando las protuberancias, o las protuberancias 370 pueden comprender un material con memoria de forma y su funcionalidad se puede obtener al pasar del estado inactivo al estado activo del dispositivo 300. Se puede aplicar vacío al cuerpo 310 o a la base 360 para hacer que el dispositivo 300 se agarre a la pala 22.
[0088] Además, el dispositivo de las figuras 4A-4D puede ser total o parcialmente inflable. Por ejemplo, el dispositivo puede comprender una cámara de fluido interna 420 y una o más paredes 410 que delimitan la cámara de fluido. Cuando se introduce un fluido adecuado, por ejemplo un gas adecuado, en la cámara de fluido, la(s) pared(es) se expande(n) y el dispositivo adopta su forma espiral o helicoidal. Por lo tanto, el dispositivo se acopla con más firmeza a la pala 22. El dispositivo 300 puede comprender más de una cámara de fluido. Una sección transversal del dispositivo puede no ser constante a lo largo de una longitud del dispositivo. Por ejemplo, inflar una o más cámaras de fluido puede hacer que una altura 320 del dispositivo en sección transversal varíe a lo largo de la longitud del dispositivo. Por lo tanto, el dispositivo puede adquirir una forma de fuelle.
[0089] El dispositivo 300 de las figuras 5A a 5D puede estar acoplado, por ejemplo, a una región de punta 225, por las razones ya mencionadas anteriormente. Asimismo, se puede montar más de un dispositivo 300 en la pala de turbina eólica 22 en una dirección a lo largo de la envergadura para que actúe sobre el flujo de aire en dos posiciones locales diferentes a lo largo de la pala. Por ejemplo, un dispositivo, tal como el de la figura 5A, se puede proporcionar en la región de punta 225 para incrementar la amortiguación, y un dispositivo, tal como el de la figura 6A, se puede proporcionar más cerca de la raíz 210 para reducir la formación de calles de vórtices. Dos dispositivos consecutivos de las figuras 5A-5D pueden, en algunos ejemplos, estar separados entre 0,5 y 10 longitudes de cuerda 285 y, más en particular, entre 0,5 y 5 longitudes de cuerda 285, entendiéndose por longitud de cuerda una longitud de cuerda promedio de la pala.
[0090] En la figura 6A se proporciona todavía otro ejemplo de dispositivo 300 configurado para perturbar el aire que fluye alrededor de una pala de turbina eólica.
[0091] El dispositivo 300 de la figura 6A comprende una o más estructuras inflables 430. El dispositivo 300 se puede configurar para pasar del estado inactivo al estado activo inflando las estructuras inflables. Las figuras 6B y 6C muestran dos ejemplos de secciones transversales a lo largo de la línea C-C de la figura 6A. En la figura 6B, el dispositivo 300 comprende cuatro estructuras inflables 430. En la figura 6C, el dispositivo 300 comprende una única estructura inflable 430. Una estructura inflable puede comprender una o más paredes 410 que delimitan una cámara interna 420. Como se explicó con respecto a las protuberancias 370 de las figuras 5A-5D, se puede introducir aire o, en general, cualquier fluido adecuado, por ejemplo cualquier gas adecuado, en la(s) cámara(s) 420 para inflar la(s) estructura(s) 430, y por tanto, el dispositivo 300.
[0092] El dispositivo 300 puede tener un lado de pala 421, un lado externo 422 que es opuesto al lado de pala 421 y dos lados laterales 423, 424. El lado de pala 421 está configurado para estar orientado hacia una superficie exterior de una pala de turbina eólica 22. Si el dispositivo 300 incluye más de una estructura inflable 430, puede tener uno o más lados internos 425. Estos lados 421,422, 423, 424, 425 pueden formar las paredes que delimitan cada cámara 420. Por ejemplo, como se puede observar en la figura 6B, el lado lateral 423, una parte del lado de pala 421, un lado interno 425 y una parte del lado externo 422 forman las paredes que delimitan una cámara interna 420.
[0093] En un estado inactivo, el dispositivo 300 está desinflado. La introducción de aire o un fluido o gas adecuado en la(s) cámara(s) 420 hace que el dispositivo 300 pase al estado activo. El aire introducido en la(s) cámara(s) 420 presiona el lado de pala 421 del dispositivo contra una superficie exterior de la pala 22. Por lo tanto, el dispositivo 300 se agarra a la pala 22.
[0094] Un lado externo 422 del dispositivo 300 se puede configurar para que tenga en el estado activado una forma de acordeón, ondulada, dentada o en zigzag. Por tanto, durante su uso, el flujo de aire se presenta con irregularidades a lo largo de su trayectoria sobre el dispositivo 300. Una forma de este tipo del lado externo 422 puede favorecer la creación de turbulencias y, por tanto, puede ayudar a mitigar las VIV.
[0095] El dispositivo 300 puede ser o puede incluir una estructura inflable multiestable. Una estructura multiestable, por ejemplo biestable, puede comprender una pluralidad de paneles bidimensionales relativamente rígidos unidos por juntas o bisagras flexibles. Al inflarse, por ejemplo con aire comprimido, el dispositivo se despliega y se bloquea formando una estructura tridimensional. Se puede usar una bombona de gas para inflar la estructura. Gracias a la rigidez y geometría de los paneles, la forma del dispositivo en el estado activo no se pierde al retirar la fuente de inflado y no es necesario mantener un gas de inflado dentro del dispositivo, como ocurre con los dispositivos inflables comunes. En el presente documento, un dispositivo inflable común puede referirse a un dispositivo que pierde su forma si el gas de inflado no se mantiene atrapado dentro del dispositivo, por ejemplo mediante un tapón de gas o un obturador. Por lo tanto, un dispositivo inflable común puede ser una estructura monoestable.
[0096] Si se usa un dispositivo inflable común o monoestable, se puede proporcionar un dispositivo de suministro de fluido o gas con el dispositivo para compensar las fugas de fluido o gas del dispositivo y, por tanto, el cambio de su forma en el estado activado.
[0097] En las figuras 6A-6C, el dispositivo 300 se proporciona en una configuración cerrada. En otros ejemplos, el dispositivo 300 se puede proporcionar en una configuración abierta, como en la figura 5B. Es decir, el dispositivo puede comprender dos bordes 365, 366 configurados para extenderse en una dirección sustancialmente a lo largo de la envergadura.
[0098] Un dispositivo con una forma como la descrita con respecto a las figuras 6A-6C también se puede obtener incorporando una base 360 que incluye un material con memoria de forma, estando dispuestas las estructuras inflables 430 sobre/alrededor de la base 360, véanse por ejemplo las figuras 6D y 6E. La base 360 también se puede configurar para acoplarse mediante la aplicación de vacío. El concepto de estructura inflable multiestable se puede aplicar también a otras conformaciones del dispositivo. Por ejemplo, un dispositivo como el mostrado en la figura 4A, o similar al mismo, se puede obtener mediante una estructura multiestable. En general, un dispositivo 300 puede comprender o puede estar formado por una estructura multiestable y se puede hacer que el dispositivo pase del estado inactivo al estado activo inflando la estructura multiestable.
[0099] Se puede proporcionar una pala de turbina eólica 22 que comprende uno o más de los dispositivos 300 como se describe anteriormente acoplados a la misma. Los uno o más dispositivos se pueden agarrar a la pala de turbina eólica, por ejemplo se pueden montar alrededor de la pala de turbina eólica. El dispositivo puede estar en el estado activo.
[0100] En otro aspecto, se proporciona un procedimiento 500 para mitigar las vibraciones en una turbina eólica parada 10. El procedimiento, que se ilustra esquemáticamente en la figura 7, se puede usar, en particular, durante la instalación y/o durante la puesta en servicio de la turbina eólica. El procedimiento también se puede usar cuando la turbina eólica se pueda detener después de haber estado en operación (es decir, produciendo energía), por ejemplo, durante el mantenimiento o reparación.
[0101] El procedimiento comprende, en el bloque 510, disponer un dispositivo 300 como se describe en el presente documento en un estado inactivo con una pala de turbina eólica 22. La pala de turbina eólica 22 comprende una raíz, una punta y superficies exteriores que definen un lado de presión 240, un lado de succión 250, un borde de ataque 260 y un borde de salida 270, extendiéndose cada superficie en una dirección, en general, a lo largo de la envergadura desde la raíz hasta la punta. Se puede usar cualquiera de los dispositivos descritos anteriormente con respecto a las figuras 4A-6E.
[0102] Un dispositivo 300 se puede disponer alrededor de una pala de turbina eólica 22. Por ejemplo, la disposición puede comprender deslizar el dispositivo 300 a lo largo de la pala. Un dispositivo tal como el de las figuras 5A, 5B o 6A se puede disponer, por ejemplo, rodeando una región de punta 225 de la pala 22 y, a continuación, se puede deslizar en una dirección a lo largo de la envergadura. En algunos otros ejemplos, el dispositivo puede simplemente apoyarse contra la pala o colocarse sobre la pala 22. Por ejemplo, en lugar de deslizarse en una dirección a lo largo de la envergadura, el dispositivo 300 de la figura 4A puede apoyarse contra la pala 22 o colocarse sobre la misma, por ejemplo como un elemento sustancialmente recto. A continuación, el dispositivo se puede curvar activándolo. Un dispositivo 300 se puede colocar, en particular, alrededor de una región de punta 225, ya que puede ser la parte de la pala 22 más propensa a vibrar.
[0103] El procedimiento comprende además, en el bloque 520, fijar el dispositivo 300 a la pala de turbina eólica 22 haciendo que el dispositivo 300 pase del estado inactivo a un estado activo, en el que el dispositivo se agarra a la pala con más firmeza en el estado activo que en el estado inactivo.
[0104] Hacer que el dispositivo pase del estado inactivo a un estado activo puede comprender estimular un material con memoria de forma del dispositivo 300. Por ejemplo, un material con memoria de forma se puede estimular calentándolo o iluminándolo con luz de una longitud de onda adecuada. En algunos ejemplos se puede usar un elemento de activación, por ejemplo un elemento de calentamiento 340, para activar, por ejemplo mediante calor, el material con memoria de forma. Otras opciones para estimular el material con memoria de forma pueden ser aplicar un campo eléctrico o magnético.
[0105] Todo el dispositivo 300 se puede estimular para cambiar su forma y/o encogerse si está hecho enteramente de uno o más materiales con memoria de forma, como por ejemplo el dispositivo de las figuras 4B-4D. En otros ejemplos solo se puede estimular una parte del dispositivo 300. Por ejemplo, se puede estimular una base 360 del dispositivo de las figuras 5A o 5B.
[0106] Hacer que el dispositivo 300 pase del estado inactivo a un estado activo puede comprender inflar al menos una parte del dispositivo. Por ejemplo, el dispositivo 300 se puede inflar introduciendo un fluido adecuado, por ejemplo un gas adecuado, en una o más estructuras inflables 430, como se explica con respecto a las figuras 6a -6C. Si se usan estructuras multiestables, por ejemplo biestables, se pueden inflar de forma similar.
[0107] Hacer que el dispositivo pase del estado inactivo a un estado activo puede comprender aplicar vacío a al menos una parte del dispositivo 300. El dispositivo puede comprender una o más cámaras de vacío a las que se puede aplicar vacío. Por ejemplo, una bomba neumática puede estar conectada a una válvula de una base 360, y la aplicación de vacío puede provocar que la base 360 y, por tanto, el dispositivo 300, se arrugue y encoja alrededor de la pala 22.
[0108] Si la transición al estado activo no permite que el dispositivo, o una parte del mismo, modifique el flujo de aire alrededor de una pala de turbina eólica 22, el procedimiento puede comprender además la activación de los elementos de modificación de flujo de aire. Por ejemplo, las protuberancias 370 o las estructuras 430 pueden estar infladas.
[0109] También se pueden disponer dispositivos adicionales 300 y fijarlos a la pala. Dos dispositivos 300 consecutivos pueden estar separados entre una y cinco longitudes de cuerda 285 a lo largo de una longitud de la pala, por ejemplo dos dispositivos como en la figura 4A o dos dispositivos como en la figura 6A. En otros ejemplos, dos dispositivos consecutivos 300 pueden estar separados entre una y cinco longitudes de cuerda 285 en una dirección a lo largo de la envergadura, por ejemplo dos dispositivos como en las figuras 5A y 5B. Es posible combinar dispositivos 300 de diferentes tipos, por ejemplo dispositivos de diferentes ejemplos.
[0110] Las etapas de disposición 510 y fijación 520 se pueden realizar sobre el terreno, por ejemplo después de que una pala 22 y un dispositivo 300 hayan llegado al lugar de instalación de una turbina eólica. En algunos otros ejemplos, estas etapas 520, 530 se pueden realizar sobre una pala 22 ya acoplada a un buje 20 en la parte superior de una torre de turbina eólica 15, por ejemplo si la turbina eólica 10 se ha detenido por mantenimiento o simplemente si se ha decidido instalar primero una pala 22 y, a continuación, acoplar el dispositivo 300 a la misma. Todavía en algunos otros ejemplos, estas etapas se pueden realizar antes de transportar una pala de turbina eólica 22 a un lugar de instalación. Por ejemplo, uno o más dispositivos, por ejemplo dispositivos inflables, se pueden disponer y fijar en la pala antes de transportarla al lugar de instalación. Los dispositivos 300 pueden proteger la pala durante su almacenamiento y/o transporte.
[0111] Si el dispositivo 300 está dispuesto y fijado en una pala 22 no instalada, el procedimiento puede comprender además la instalación de la pala de turbina eólica 22. La pala 22 se puede acoplar, en primer lugar, al buje 20 y el buje 20 y la pala 22 se pueden levantar conjuntamente, o el buje 100 se puede montar, en primer lugar, y, a continuación, la pala 22 con el dispositivo 300 se pueden levantar y conectar al buje 20.
[0112] Una vez que la pala 22 con el dispositivo 300 está montada en la turbina eólica, los elementos de modificación de flujo de aire 310, 370, 430 pueden reducir las vibraciones de la turbina eólica 22, por ejemplo vibraciones inducidas por vórtices y/o vibraciones inducidas por entrada en pérdida.
[0113] El dispositivo 300 puede permanecer agarrado alrededor de la pala 22 hasta que se inicie o reanude la operación de la turbina eólica. El procedimiento puede comprender además retirar el dispositivo 300 de la pala de turbina eólica 22 antes de iniciar la operación.
[0114] La retirada de un dispositivo 300 se puede realizar de diferentes maneras. Si el dispositivo 300 comprende un accesorio extraíble 395, la retirada puede comprender separar un accesorio extraíble 395. Por ejemplo, se puede separar una cremallera o fijadores de tipo gancho y bucle. Si el dispositivo 300 incluye un patrón frangible, rasgar el patrón puede separar el dispositivo de la pala. Si el dispositivo se ha inflado, el aire o gas atrapado en una o más cámaras 420 se puede liberar. Para ello, se puede abrir una válvula de una estructura inflable 430 o se puede perforar una pared 410. Si se ha aplicado vacío, se puede abrir una válvula de una cámara de vacío para dejar entrar aire. Por ejemplo, se puede abrir una válvula de una base 360 para liberar el dispositivo 300 de una pala 22. En el caso de una estructura multiestable, puede ser necesario aspirar el aire o el gas para permitir que el dispositivo se pliegue a lo largo de juntas flexibles que unen las piezas que forman las paredes del dispositivo. Si el dispositivo incluye material con memoria de forma, el material con memoria de forma se puede estimular para volver al estado inactivo del dispositivo. Puede haber otras maneras de retirar un dispositivo de la pala.
[0115] Todavía en otro aspecto de la invención, se proporciona otro procedimiento 600 para mitigar las vibraciones de una turbina eólica parada. El procedimiento se ilustra esquemáticamente en la figura 8. Cualquiera de los dispositivos descritos con respecto a las figuras 4A-6E se puede usar en este procedimiento.
[0116] El procedimiento comprende, en el bloque 610, disponer un dispositivo inflable 300 alrededor de una pala de turbina eólica 22. Se puede usar, por ejemplo, un dispositivo inflable 300 descrito con respecto a las figuras 6A, 6B y 6C.
[0117] El dispositivo 300 puede ser un dispositivo monoestable. Es decir, si un fluido o gas con el que está inflado el dispositivo sale de una cámara interna 420 del dispositivo, el dispositivo pierde su forma.
[0118] El dispositivo 300 puede ser un dispositivo multiestable, por ejemplo un dispositivo biestable. En este caso, la forma del dispositivo no se pierde cuando se logra la configuración inflada.
[0119] Una superficie exterior 422 del dispositivo inflado puede tener una forma en zigzag o similar, como se describe anteriormente con respecto a las figuras 6A, 6B y 6<c>. Una forma de este tipo puede ayudar a perturbar el flujo de aire y hacerlo más turbulento.
[0120] El procedimiento comprende además, en el bloque 620, inflar el dispositivo. Por lo tanto, el dispositivo cambia de un estado desinflado a un estado inflado, y el dispositivo presiona contra la pala de turbina eólica 22 con más firmeza en el estado inflado que en el estado desinflado. Inflar el dispositivo permite que el dispositivo perturbe el flujo de aire alrededor de la pala de turbina eólica.
[0121] Un fluido adecuado, por ejemplo un gas adecuado, se puede introducir en una o más estructuras inflables 430. Se puede usar aire comprimido para, por ejemplo, inflar una estructura multiestable. Se puede usar un cartucho de gas.
[0122] El dispositivo 300 puede estar dispuesto alrededor de una región de punta 225 de la pala de turbina eólica 22. Se puede acoplar más de un dispositivo a la pala de turbina eólica. El/los dispositivo(s) 300 se puede(n) retirar de la pala 22 antes de que la turbina eólica comience o reanude su operación.
[0123] Las explicaciones proporcionadas con respecto a las figuras 6A-6C y las explicaciones del procedimiento 500 con respecto a estas figuras se pueden aplicar al procedimiento 600.
[0124] Esta descripción escrita usa ejemplos para divulgar la invención, incluyendo los modos de realización preferentes, y también para permitir que cualquier experto en la técnica ponga en práctica la invención, lo que incluye fabricar y usar cualquier dispositivo o sistema y llevar a cabo cualquier procedimiento incorporado. El alcance patentable de la invención se define por las reivindicaciones y puede incluir otros ejemplos concebidos por los expertos en la técnica. Se pretende que dichos otros ejemplos estén dentro del alcance de las reivindicaciones si tienen elementos estructurales que no difieran del lenguaje literal de las reivindicaciones. Si los signos de referencia relacionados con los dibujos se colocan entre paréntesis en una reivindicación, son únicamente para intentar incrementar la inteligibilidad de la reivindicación y no se interpretarán como limitantes del alcance de la reivindicación.
Claims (11)
1. Un dispositivo (300) para mitigar vibraciones de una turbina eólica parada (10), en el que el dispositivo (300) comprende uno o más elementos de modificación de flujo de aire (310, 370, 430);
el dispositivo está configurado para pasar de un estado inactivo a un estado activo; y
el dispositivo está configurado para agarrarse a una pala de turbina eólica (22) con más firmeza en el estado activo que en el estado inactivo; caracterizado por que
el dispositivo (300) comprende un material con memoria de forma y el dispositivo está configurado para pasar del estado inactivo al estado activo en respuesta a la activación del material con memoria de forma; o por que
el dispositivo (300) comprende una o más estructuras inflables (430) y el dispositivo (300) está configurado para pasar del estado inactivo al estado activo inflando las estructuras inflables (430); o por que
el dispositivo (300) comprende una o más cámaras de vacío y el dispositivo (300) está configurado para pasar del estado inactivo al estado activo aplicando vacío a las cámaras de vacío.
2. El dispositivo de la reivindicación 1, en el que el dispositivo (300) tiene una forma espiral o helicoidal en el estado activo.
3. El dispositivo de cualquiera de las reivindicaciones 1-2, en el que el dispositivo comprende una base (360) configurada para estar orientada hacia una superficie de una pala de turbina eólica (22).
4. El dispositivo de cualquiera de las reivindicaciones 1-3, en el que el dispositivo (300) comprende además una pluralidad de protuberancias (370) configuradas para sobresalir de la superficie de la pala de turbina eólica (22) en el estado activo.
5. El dispositivo de la reivindicación 4, en el que las protuberancias (370) son estructuras inflables (430).
6. El dispositivo de cualquiera de las reivindicaciones 4-5, en el que las protuberancias (370) están configuradas para estar dispuestas a lo largo de al menos el borde de ataque (260) de una pala de turbina eólica (22) en el estado activo.
7. Una pala de turbina eólica (22) que comprende uno o más dispositivos (300) de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1-6.
8. Un procedimiento (500) para mitigar vibraciones en una turbina eólica parada (10), comprendiendo el procedimiento:
disponer (510), con una pala de turbina eólica (22), un dispositivo (300) en un estado inactivo; en el que el dispositivo (300) comprende uno o más elementos de modificación de flujo de aire (310, 370, 430); y
fijar (520) el dispositivo (300) a la pala (22) haciendo que el dispositivo (300) pase del estado inactivo a un estado activo, en el que el dispositivo (300) se agarra a la pala (22) con más firmeza en el estado activo que en el estado inactivo; caracterizado por que
hacer que el dispositivo (300) pase del estado inactivo al estado activo comprende estimular un material con memoria de forma del dispositivo (300); o por que
hacer que el dispositivo (300) pase del estado inactivo al estado activo comprende inflar al menos una parte del dispositivo (300); o por que
hacer que el dispositivo (300) pase del estado inactivo al estado activo comprende aplicar vacío a al menos una parte del dispositivo (300).
9. El procedimiento de la reivindicación 8, que comprende además activar los elementos de modificación de flujo de aire (370).
10. El procedimiento de cualquiera de las reivindicaciones 8-9, en el que disponer comprende deslizar el dispositivo (300) a lo largo de la pala (22).
11. El procedimiento de cualquiera de las reivindicaciones 8-10, que comprende además retirar el dispositivo (300) de la pala de turbina eólica (22) antes de iniciar la operación de la turbina eólica (10).
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| EP21187536.4A EP4123160B1 (en) | 2021-07-23 | 2021-07-23 | Devices and methods for mitigating vibrations in wind turbine blades |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| ES3017564T3 true ES3017564T3 (en) | 2025-05-13 |
Family
ID=77050845
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| ES21187536T Active ES3017564T3 (en) | 2021-07-23 | 2021-07-23 | Devices and methods for mitigating vibrations in wind turbine blades |
Country Status (7)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US12435695B2 (es) |
| EP (1) | EP4123160B1 (es) |
| CN (1) | CN117677768A (es) |
| DK (1) | DK4123160T3 (es) |
| ES (1) | ES3017564T3 (es) |
| PL (1) | PL4123160T3 (es) |
| WO (1) | WO2023002032A1 (es) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP4310320A1 (en) * | 2022-07-19 | 2024-01-24 | General Electric Renovables España S.L. | Devices and methods for mitigating vibrations in wind turbines |
| EP4582691A1 (en) * | 2024-01-04 | 2025-07-09 | Siemens Gamesa Renewable Energy Innovation & Technology S.L. | Damping wind turbine blade oscillations |
| EP4621219A1 (en) * | 2024-03-22 | 2025-09-24 | Ørsted Wind Power A/S | Damper apparatus for damping the engagement between parts of a wind turbine and method of using the same |
Family Cites Families (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB2475865A (en) * | 2009-12-02 | 2011-06-08 | Vestas Wind Sys As | Anti-Oscillation Apparatus And Technique For Securing Wind Turbine Blades Against Oscillations |
| DE102011111967B3 (de) * | 2011-08-31 | 2013-01-10 | Nordex Energy Gmbh | Gurtsystem zur Einzelblattmontage eines Rotorblattes oder zur Sternmontage eines Rotors an einer Windenergieanlage sowie Verfahren hierzu |
| WO2013091655A1 (en) * | 2011-12-21 | 2013-06-27 | Vestas Wind Systems A/S | Blade lifting sling and method of use thereof |
| GB2518701B (en) * | 2014-04-09 | 2015-09-02 | Ventura Wind Energy Ltd | Temporary maintenance enclosures and methods of maintaining turbine blades |
| WO2016107624A1 (en) * | 2014-12-29 | 2016-07-07 | Vestas Wind Systems A/S | Anti-oscillation apparatus and technique for securing wind turbine blades against oscillations |
| EP3112667B1 (en) * | 2015-06-30 | 2020-08-26 | Vestas Wind Systems A/S | Anti-oscillation tool |
| DE102018000372A1 (de) * | 2018-01-18 | 2019-07-18 | Senvion Gmbh | Vorrichtung zur Befestigung eines Kran- oder Führungsseils an einem Rotorblatt einerWindenergieanlage |
| EP3795824A1 (en) * | 2019-09-18 | 2021-03-24 | General Electric Company | System and method for mitigating vortex-shedding vibrations or stall-induced vibrations on a rotor blade of a wind turbine during standstill |
| EP4160007A1 (en) * | 2021-10-04 | 2023-04-05 | General Electric Renovables España S.L. | Devices and methods for mitigating vibrations in wind turbines |
-
2021
- 2021-07-23 EP EP21187536.4A patent/EP4123160B1/en active Active
- 2021-07-23 DK DK21187536.4T patent/DK4123160T3/da active
- 2021-07-23 PL PL21187536.4T patent/PL4123160T3/pl unknown
- 2021-07-23 ES ES21187536T patent/ES3017564T3/es active Active
-
2022
- 2022-07-22 CN CN202280050727.3A patent/CN117677768A/zh active Pending
- 2022-07-22 US US18/291,567 patent/US12435695B2/en active Active
- 2022-07-22 WO PCT/EP2022/070660 patent/WO2023002032A1/en not_active Ceased
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| PL4123160T3 (pl) | 2025-08-18 |
| EP4123160B1 (en) | 2024-12-25 |
| CN117677768A (zh) | 2024-03-08 |
| EP4123160A1 (en) | 2023-01-25 |
| US12435695B2 (en) | 2025-10-07 |
| DK4123160T3 (da) | 2025-03-31 |
| US20240263610A1 (en) | 2024-08-08 |
| WO2023002032A1 (en) | 2023-01-26 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| ES3017564T3 (en) | Devices and methods for mitigating vibrations in wind turbine blades | |
| ES2980675T3 (es) | Dispositivos y procedimientos para mitigar vibraciones en turbinas eólicas | |
| ES2851340T3 (es) | Control de la velocidad de rotación mediante la modificación del perfil de pala | |
| ES2393604T3 (es) | Dispositivo de sujeción para sujetar una pala para una turbina eólica y método de insalación de palas de turbina eólica | |
| US12071924B2 (en) | Devices and methods for mitigating vibrations in wind turbines | |
| CN112524125A (zh) | 用于减轻在停顿期间风力涡轮的转子叶片上的涡旋脱落振动或失速诱发振动的系统和方法 | |
| ES3033315T3 (en) | Installing wind turbine blades on hubs | |
| ES2503795T3 (es) | Un mecanismo de enrollamiento para una turbina de eje vertical | |
| ES3021309T3 (en) | A system for a tower segment of a tower, a respective tower segment, and a wind turbine having a tower segment | |
| US12454938B2 (en) | Devices and methods for mitigating vibrations in wind turbines | |
| ES2969788T3 (es) | Mitigación de las vibraciones en turbinas eólicas | |
| ES3034192T3 (en) | Devices and methods for mitigating vibrations in wind turbine blades | |
| ES3027972T3 (en) | System and method for installation of an open-sleeve add-on device on a wind turbine blade | |
| US11959456B2 (en) | Devices and methods for vibration mitigation on wind turbines | |
| ES2980589T3 (es) | Reducción de la carga aerodinámica durante la instalación y servicio de las palas en una turbina eólica | |
| ES3049286T3 (en) | A method for stabilising a wind turbine blade | |
| CN112302891A (zh) | 用于风力涡轮的机舱组件 | |
| EP4413259B1 (en) | Methods and devices for vibration mitigation on wind turbines | |
| CN119982320B (zh) | 一种羽状装置以及风力发电装置 | |
| ES3057954T3 (en) | Couplings and auxiliary components for wind turbines, and associated methods | |
| KR102943078B1 (ko) | 풍력발전과 탄소저감이 가능한 대형 선박 | |
| CN217538903U (zh) | 叶根增功系统及风电叶片、风电机组 | |
| ES2740400T3 (es) | Turbina de viento de eje vertical |