ES3033708T3

ES3033708T3 - Wind turbine having heliplatform arrangement and method of using same

Info

Publication number: ES3033708T3
Application number: ES17189691T
Authority: ES
Inventors: Mazyar Abolfazlian; Morten Mogensen
Original assignee: Vestas Wind Systems AS
Current assignee: Vestas Wind Systems AS
Priority date: 2011-02-07
Filing date: 2012-02-07
Publication date: 2025-08-07
Anticipated expiration: 2032-02-07
Also published as: US20160237986A1; CN103348132A; CN105508154B; EP3296566C0; CN105508154A; US20130309090A1; CN103348132B; DK2673499T3; US9359911B2; EP2673499A1; EP3296566B1; EP3296566A1; EP2673499B1; WO2012107049A1; PT2673499T; US9670898B2

Abstract

Una turbina eólica para generar energía eléctrica puede incluir una torre, una góndola en la parte superior de la torre y un rotor acoplado a un generador dentro de la góndola. La turbina eólica incluye además un enfriador con un alerón y al menos un panel enfriador que sobresale del techo de la góndola. Una heliplataforma incluye una estructura de soporte que se extiende desde la góndola y está integrada al menos parcialmente con el enfriador. La turbina eólica también puede incluir una grúa acoplada a la góndola y configurada para moverse entre una primera posición de almacenamiento bajo el techo de la góndola y una segunda posición operativa. En la posición operativa, la grúa se puede colocar selectivamente sobre la heliplataforma. También se describe un método para utilizar la turbina eólica y la grúa. (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)

Description

DESCRIPCIÓN

Aerogenerador que tiene una disposición de heliplataforma y método de uso de la misma

Campo técnico

La invención se relaciona con aerogeneradores y, más en particular, con un aerogenerador que tiene un enfriador y una disposición de heliplataforma configurada para colocar la heliplataforma en una cierta ubicación con relación al enfriador, y una grúa configurada para operar en la heliplataforma.

Antecedentes

Los aerogeneradores se usan para producir energía eléctrica usando un recurso renovable y sin quemar un combustible fósil. De manera general, un aerogenerador convierte la energía cinética del viento en energía eléctrica. Un aerogenerador de eje horizontal incluye una torre, una góndola situada en el vértice de la torre y un rotor que tiene una pluralidad de palas y soportado en la góndola por medio de un eje. El eje acopla el rotor, o bien directamente o bien indirectamente, con un generador, que está alojado en el interior de la góndola. En consecuencia, a medida que el viento fuerza a las palas a girar, se produce energía eléctrica por el generador. Los componentes del generador situados dentro de la góndola generan un calor significativo durante su operación, lo que a su vez, hace que la temperatura de las paredes de la góndola y los componentes del generador aumenten. Cuando los componentes del generador se calientan, se puede disminuir la eficiencia total de generación de potencia. Por lo tanto, los componentes del generador y la góndola se pueden enfriar para asegurar que el calor no afecte adversamente a la generación de potencia y/o dañe los componentes.

Los aerogeneradores convencionales pueden incluir uno o más dispositivos de enfriamiento configurados para eliminar el calor generado durante la operación del aerogenerador. Los dispositivos de enfriamiento pueden incluir disipadores de calor estándar. Otro dispositivo de enfriamiento ejemplar es una parte superior enfriadora colocada a lo largo de un lado (por ejemplo, la superficie superior o techo) de la góndola y que incluye uno o más paneles encerrados parcialmente por una cubierta o deflector aerodinámico para estimular el flujo de aire sobre los paneles. El aire que fluye pasado el aerogenerador enfría un segundo fluido libre que fluye a través de los paneles, el segundo fluido que se dirige a otros intercambiadores de calor dentro de la góndola para eliminar calor de los componentes del generador y la góndola. Con este fin, los dispositivos de enfriamiento operan sin ser alimentados por separado para reducir por ello la temperatura de la góndola y los componentes del generador.

Los aerogeneradores convencionales pueden incluir una heliplataforma o plataforma de helipasto (a la que se hace referencia colectivamente de aquí en delante de manera general como “heliplataforma”) adyacente a la góndola para recibir un helicóptero o suministros/personal elevados desde un helicóptero en vuelo estacionario hasta la heliplataforma. La heliplataforma incluye una plataforma, una barandilla que rodea la plataforma, y una estructura de soporte para la plataforma. Como la heliplataforma está configurada para soportar trabajadores y/o un helicóptero que transporta trabajadores, la colocación de la heliplataforma en relación con la góndola típicamente está sometida a numerosas regulaciones de seguridad en ciertos países. Por ejemplo, la barandilla de la heliplataforma debe adaptarse a un estándar de seguridad de altura mínima. Además, la heliplataforma (por ejemplo, que incluye la barandilla) se puede requerir que sea el punto más alto del aerogenerador, excluyendo las palas. En consecuencia, la estructura de soporte para la heliplataforma debe colocar la heliplataforma al menos coplanar con el punto más alto de la góndola o por encima de la góndola para cumplir por completo con tales regulaciones de seguridad. En aerogeneradores convencionales, la heliplataforma se coloca de manera general en un extremo trasero del techo de la góndola (por ejemplo, opuesto al rotor) para cumplir con estas regulaciones. No obstante, cuando un dispositivo de enfriamiento, tal como la parte superior enfriadora, se añade a un aerogenerador, la colocación convencional de una heliplataforma ya no puede cumplir más con las regulaciones de seguridad debido a que la plataforma y/o la barandilla de la misma pueden estar situadas por debajo del nivel de la cubierta o del deflector aerodinámico.

Además, los aerogeneradores convencionales pueden incluir una grúa o cabestrante para mover componentes de sustitución o nuevos componentes entregados a la góndola. Por ejemplo, la grúa o cabestrante puede incluir una grúa de servicio operable dentro de la góndola. Un aerogenerador equipado con una grúa de góndola interna y una plataforma de helipasto se describe en el documento WO2009/132671. No obstante, las grúas o cabestrantes convencionales típicamente no son operables para mover componentes hacia o desde la heliplataforma cuando la heliplataforma está colocada mayoritariamente detrás de la góndola. A este respecto, las grúas y cabestrantes convencionales no pueden extenderse sobre la heliplataforma para mover artículos sobre o fuera de la heliplataforma. Por consiguiente, durante un arreglo o reparación significativa del aerogenerador, una grúa secundaria más grande se puede necesitar que sea montada en raíles sobre la góndola para proporcionar cobertura operativa de grúa en la heliplataforma así como el techo de la góndola. Montar y retirar esta grúa secundaria es caro e ineficiente debido a que este proceso añade un tiempo de parada significativo para el arreglo o reparación de un aerogenerador.

De este modo, sigue existiendo una necesidad de un enfriador y una disposición de heliplataforma mejorados que aborden estas y otras carencias en aerogeneradores convencionales. Además, también existe la necesidad de una grúa mejorada que aborde estas y otras carencias en los aerogeneradores convencionales.

Compendio

Por consiguiente, se propone un aerogenerador como se define en la reivindicación 1 adjunta. En las reivindicaciones secundarias 2-11 se definen características opcionales adicionales del mismo. También se propone un método de uso de un aerogenerador como se define en la reivindicación 12 adjunta. En las reivindicaciones secundarias 13-15 adjuntas se definen características opcionales adicionales del mismo.

Por consiguiente, un aerogenerador incluye una torre y una góndola situada adyacente a la parte superior de la torre y que tiene un techo de góndola. El aerogenerador también incluye un rotor con un buje y al menos una pala de aerogenerador acoplada operativamente a un generador alojado dentro de la góndola. El aerogenerador incluye además una heliplataforma que tiene una estructura de soporte que se extiende desde la góndola. Una grúa se acopla a la góndola y está configurada para moverse entre una posición estibada por debajo del techo de la góndola y una posición operativa. En la posición operativa la grúa se puede colocar selectivamente sobre la heliplataforma. También se proporciona un método de uso de un aerogenerador. El aerogenerador incluye una góndola que tiene un techo de góndola con una pluralidad de paneles operables, una grúa soportada por la góndola y una heliplataforma. El método incluye abrir al menos uno de los paneles en el techo de la góndola para descubrir la grúa. La grúa se puede mover desde una posición estibada por debajo del techo de la góndola hasta una posición operativa. En la posición operativa, la grúa se puede colocar selectivamente por encima de la heliplataforma. El método también incluye elevar artículos en la heliplataforma hacia la góndola a través de al menos uno de los paneles con la grúa. El método también puede incluir mover la grúa desde la posición operativa de vuelta a la posición estibada por debajo del techo de la góndola, y cerrar la pluralidad de paneles para cubrir la grúa. En las realizaciones, un aerogenerador incluye una torre y una góndola situada adyacente a la parte superior de la torre y que tiene un techo de góndola. El aerogenerador también incluye un rotor con un buje y al menos una pala de aerogenerador acoplada operativamente a un generador alojado dentro de la góndola. El generador está configurado para producir energía eléctrica a partir de la rotación de la pala de aerogenerador. Según la invención el aerogenerador incluye un enfriador que tiene un deflector aerodinámico y al menos un panel enfriador que se proyecta por encima del techo de la góndola. Tal enfriador elimina calor del interior de la góndola. Una heliplataforma incluye una estructura de soporte que se extiende desde la góndola y puede estar integrada, al menos parcialmente, con el enfriador.

La heliplataforma puede incluir además una plataforma y una barandilla que rodea la plataforma, cada una de las cuales puede ser sustancialmente coplanar con el deflector aerodinámico en realizaciones alternativas. Una parte delantera de la plataforma puede proyectarse hacia delante de los paneles enfriadores mientras que una parte trasera de la plataforma puede estar dispuesta hacia atrás de los paneles enfriadores. Para acomodar la plataforma, los paneles enfriadores pueden definir un hueco para la plataforma, o uno de los paneles enfriadores puede estar montado de manera pivotante de modo que el panel enfriador se pueda abrir para proporcionar acceso entre las partes delantera y trasera de la plataforma. La estructura de soporte puede incluir además al menos un marco triangular integrado, al menos parcialmente, con el enfriador.

Breve descripción de los dibujos

Los dibujos que se acompañan, que se incorporan y constituyen una parte de esta especificación, ilustran una realización de la invención y, junto con una descripción general de la invención dada anteriormente, y la descripción detallada dada a continuación, sirven para explicar la invención.

La Fig. 1 es una vista parcial en perspectiva de un aerogenerador;

La Fig. 2 es una vista parcial en perspectiva de la góndola del aerogenerador de la Fig. 1, que incluye un enfriador y una disposición de heliplataforma según una primera realización;

La Fig. 3 es una vista parcial lateral de la góndola de la Fig. 2;

La Fig. 4 es una vista parcial en perspectiva de la góndola de la Fig. 2, con paneles en el techo de la góndola abiertos;

La Fig. 5 es una vista parcial en perspectiva de la góndola de la Fig. 4, con la grúa movida por encima del techo de la góndola y una parte de los paneles en el techo de la góndola cerrada;

La Fig. 6A es una vista parcial lateral de la góndola de la Fig. 5, con la grúa dispuesta por encima del techo de la góndola;

La Fig. 6B es una vista parcial lateral de la góndola de la Fig. 6A, con la grúa extendida a una posición por encima de la heliplataforma;

La Fig. 7 es una vista parcial en perspectiva de la góndola del aerogenerador de la Fig. 1, que incluye un enfriador y una disposición de heliplataforma según una segunda realización;

La Fig. 8 es una vista parcial en perspectiva de la góndola de la Fig. 7, con una cubierta bifurcada en el techo de la góndola abierta;

La Fig. 9 es una vista parcial en perspectiva de la góndola del aerogenerador de la Fig. 1, que incluye un enfriador y una disposición de heliplataforma según una tercera realización;

La Fig. 10 es una vista parcial en perspectiva de la góndola de la Fig. 9, con una cubierta unitaria en el techo de la góndola abierta;

La Fig. 11A es una vista parcial delantera de la góndola de la Fig. 1, que incluye un enfriador y una disposición de heliplataforma según una otra realización; y

La Fig. 11B es una vista parcial delantera de la góndola de la Fig. 11A, con el panel enfriador central girado a una posición abierta.

Descripción detallada

Con referencia a la Fig. 1, un aerogenerador 10 incluye una torre 12, una góndola 14 dispuesta en el vértice de la torre 12, y un rotor 16 acoplado operativamente a un generador 18 alojado en el interior de la góndola 14. Además del generador 18, la góndola 14 aloja componentes variados requeridos para convertir la energía eólica en energía eléctrica y diversos componentes necesarios para operar, controlar y optimizar el rendimiento del aerogenerador 10. La torre 12 soporta la carga presentada por la góndola 14, el rotor 16 y otros componentes del aerogenerador 10 que están alojados en el interior de la góndola 14, y también opera para elevar la góndola 14 y el rotor 16 a una altura por encima del nivel del suelo o nivel del mar, como puede ser el caso, en el que se encuentran típicamente corrientes de aire que se mueven más rápido de una turbulencia inferior.

El rotor 16 del aerogenerador 10, que se representa como un aerogenerador de eje horizontal, sirve como el motor principal para el sistema electromecánico. El viento que excede un nivel mínimo activará el rotor 16 y causará una rotación en una dirección sustancialmente perpendicular a la dirección del viento. El rotor 16 del aerogenerador 10 incluye un buje central 20 y al menos una pala 22 que se proyecta hacia fuera desde el buje central 20. En la realización representativa, el rotor 16 incluye tres palas 22 distribuidas de manera circunferencial alrededor del buje central 20, pero el número puede variar. Las palas de aerogenerador 22 están configuradas para interactuar con el flujo de aire que pasa para producir sustentación que hace que el rotor 16 gire de manera general dentro de un plano definido por las palas 22.

El aerogenerador 10 se puede incluir entre una colección de aerogeneradores similares que pertenecen a una granja eólica o parque eólico que sirve como una central de generación de energía conectada mediante líneas de transmisión con una red eléctrica, tal como una red eléctrica de corriente alterna (AC) trifásica. La red eléctrica consta de manera general de una red de centrales de energía, circuitos de transmisión y subestaciones acopladas por una red de líneas de transmisión que transmiten la potencia a cargas en forma de usuarios finales y otros clientes de empresas de servicios públicos eléctricas. Bajo circunstancias normales, la potencia eléctrica se suministra desde el generador 18 a la red eléctrica como se conoce por una persona que tiene habilidades ordinarias en la técnica.

Con el fin de proporcionar enfriamiento para el generador 18 y la góndola 14, el aerogenerador 10 según una primera realización incluye un enfriador 24 como se muestra en la Fig. 2. El aerogenerador 10 también incluye una heliplataforma 26 para recibir un helicóptero o componentes de turbina y/o personal de trabajo elevado desde un helicóptero en vuelo estacionario (es decir, la heliplataforma 26 también funciona como una plataforma de helipasto). Con este fin, el aerogenerador 10 de la realización mostrada en las Figs. 2-6B incluye un enfriador y una disposición de heliplataforma descrita en mayor detalle a continuación. El aerogenerador 10 de esta realización también puede incluir una grúa 28 para mover artículos hacia y desde la góndola 14 y la heliplataforma 26, la grúa 28 que se muestra en líneas de trazos en la Fig. 3.

Como se muestra en las Figs. 2-6B, la góndola 14 incluye un alojamiento exterior 30 definido, al menos en parte, por un techo de la góndola 32, una pared trasera 34, y un par de paredes laterales 36a, 36b. La pared trasera 34 de la góndola 14 mira de manera general hacia una dirección opuesta del buje 20 y las palas de aerogenerador 22. La pared trasera 34 se puede orientar para estar contra el viento o a favor del viento desde las palas de aerogenerador 22 en diversas realizaciones. El techo de la góndola 32 puede tener una configuración con paneles e incluye una pluralidad de paneles 38 configurados para ser abiertos como se muestra en la Fig. 4 para proporcionar acceso entre el interior del aerogenerador 10 y los alrededores exteriores de la góndola 14. Los paneles 38 pueden cubrir una parte sustancial del área superficial del techo de la góndola 32 de modo que las piezas y componentes de sustitución se puedan elevar hacia la góndola 14 cerca del punto de instalación o retirada. Los paneles 38 se ilustran como paneles articulados en la realización actual, pero se apreciará que los paneles 38 pueden ser deslizables o movibles de otro modo entre las posiciones abierta y cerrada en otras realizaciones. Los paneles 38 están configurados de manera general para ser abiertos de manera individual mediante actuadores mecánicos separados (no mostrados), como se entiende bien en el campo de los aerogeneradores.

Para asegurar una operación eficiente y segura del aerogenerador 10, el enfriador 24 se proporciona para eliminar el calor generado dentro de la góndola 14 por el generador 18 y otros componentes interiores. El enfriador 24 incluye muchos de los mismos elementos que el dispositivo de enfriamiento descrito en la Publicación de Patente Internacional N° WO2010/085962, que es poseída por el cesionario de la presente solicitud. Como se muestra en la Fig. 2, el enfriador 24 incluye un deflector aerodinámico 40 (al que también se hace referencia como “cubierta” en la técnica de enfriadores) y una pluralidad de paneles enfriadores 42 que se proyectan hacia arriba desde el techo de la góndola 32 para extenderse de manera general entre el techo de la góndola 32 y el deflector aerodinámico 40. Los paneles enfriadores 42 operan como intercambiadores de calor que transfieren calor en un primer fluido (por ejemplo, enfriador, refrigerante, etc.) que fluye a través de los paneles enfriadores 42 a un segundo fluido (por ejemplo, viento) que fluye alrededor de los paneles enfriadores 42. Preferiblemente, el enfriador 24 opera como un dispositivo de enfriamiento de flujo libre en donde se estimula al viento para que pase sobre los paneles enfriadores 42 para enfriar el primer fluido que fluye en los paneles enfriadores 42 sin la ayuda de ventiladores u otros actuadores que requieren alimentación desde el generador 18.

Los paneles enfriadores 42 mostrados en la Fig. 2 pueden estar acoplados de manera rígida al techo de la góndola 32 y al deflector aerodinámico 40. Alternativamente, los paneles enfriadores 42 pueden estar acoplados de manera flexible a uno del techo de la góndola 32 y el deflector aerodinámico 40 para asegurar que las fluctuaciones de posición del deflector aerodinámico 40 o la expansión/contracción de los paneles enfriadores 42 no dañan el enfriador 24. Los paneles enfriadores 42 pueden estar dispuestos de manera general perpendiculares al techo de la góndola 32 para maximizar un área de flujo en la trayectoria del flujo de viento pasada la góndola 14. No obstante, se entenderá que los paneles enfriadores 42 pueden estar dispuestos en un ángulo no perpendicular al techo de la góndola 32 y estar dentro del alcance de esta invención. Los paneles enfriadores 42 están dispuestos en una fila o serie con una separación pequeña entre los paneles enfriadores 42 adyacentes para permitir que el viento pase a través del enfriador 24. Por ejemplo, los paneles enfriadores 42 adyacentes pueden estar separados por una distancia de entre alrededor de 20 milímetros y alrededor de 200 milímetros. Cada uno de los paneles enfriadores 42 se puede conectar a líneas de suministro y retorno compartidas (no mostrada) configuradas para entregar enfriador o refrigerante hacia y desde los paneles enfriadores 42 y los componentes interiores de la góndola 14 que requieren enfriamiento. Múltiples líneas de suministro y retorno se pueden proporcionar en realizaciones alternativas.

El deflector aerodinámico 40 incluye una pared superior 44 y un par de brazos 46 que se extienden hacia abajo desde la pared superior 44 para formar un miembro en forma de U generalmente invertido. Cada uno de los brazos 46 se puede acoplar a las paredes laterales 36a, 36b correspondientes de la góndola 14 como se muestra más claramente en la Fig. 3, por ejemplo. La pared superior 44 y los brazos 46 son alargados en una dirección paralela al techo de la góndola 32 para formar por ello un canal de flujo que rodea, al menos parcialmente, los paneles enfriadores 42. El canal de flujo entre el techo de la góndola 32 y el deflector aerodinámico 40 estimula al aire que fluye pasada la góndola 14 para fluir sobre y a través de la pluralidad de los paneles enfriadores 42, aumentando por ello el efecto de enfriamiento del enfriador 24. Se apreciará que la pared superior 44 y los brazos 46 se pueden poner en ángulo con respecto a la dirección del flujo de aire para fomentar un enfriamiento óptimo en otras realizaciones. La pared superior 44 del deflector aerodinámico 40 se coloca por encima del techo de la góndola 32 y, por lo tanto, es la estructura superior del aerogenerador 10 (excluyendo las palas 22).

Para cumplir con muchas regulaciones locales y/o nacionales, la heliplataforma 26 se debe colocar al menos tan alta como la pared superior 44 del deflector aerodinámico 40. Con este fin, la heliplataforma 26 incluye una estructura de soporte 48 compuesta de dos miembros de marco 50 generalmente triangulares. Cada uno de los miembros de marco 50 incluye una pata superior 50a que se extiende de manera generalmente horizontal y configurada para subyacer (por ejemplo, engancharse directamente) una plataforma 52 de la heliplataforma 26. Cada uno de los miembros de marco 50 también incluye una pata delantera 50b que se extiende hacia delante y hacia atrás desde un extremo de la pata superior 50a a través de los paneles enfriadores 42 y el techo de la góndola 32 a una estructura de marco interior 54 (véase la Fig. 4) de la góndola 14. Los miembros de marco 50 incluyen además una pata trasera 50c que se extiende hacia delante y hacia atrás desde el otro extremo de la pata superior 50a a través del alojamiento exterior 30 y la estructura de marco interior 54 de la góndola 14. Se entenderá que la pata delantera 50b y la pata trasera 50c de cada miembro de marco 50 puede estar unida en la misma ubicación en la estructura de marco interior 54 de la góndola 14 o, alternativamente, puede estar separada una de otra en la estructura de marco interior 54 de la góndola 14 en diversas realizaciones. A este respecto, los miembros de marco 50 proporcionan soporte estructural para la heliplataforma 26 para colocar al menos una parte de la heliplataforma 26 como la estructura más alta del aerogenerador 10 distinta de las palas de aerogenerador 22.

Como se muestra en la Fig. 2, la plataforma 52 incluye una superficie superior 52a configurada para recibir componentes de sustitución, trabajadores o un helicóptero, una superficie inferior 52b dispuesta en o adyacente a los miembros de marco 50, y una periferia exterior 52c que define la forma de la plataforma 52. La heliplataforma 26 puede incluir además una barandilla 56 o valla que rodea de manera general la superficie superior 52a en la periferia exterior 52c. La barandilla 56 está configurada para evitar que los artículos o trabajadores (un trabajador mostrado con propósitos ilustrativos en la Fig. 2) se deslicen o se vuelen de la heliplataforma 26. Según las regulaciones de seguridad tratadas anteriormente, la parte superior 56a de la barandilla 56 debe ser la estructura más alta (o al menos coplanar con la estructura más alta) en el aerogenerador 10 (excluyendo las palas 22). A este respecto, la estructura de soporte 48 puede soportar la parte superior 56a de la barandilla 56 por encima del techo de la góndola 32 y la pared superior 44 del deflector aerodinámico 40. En la realización mostrada en las Figs. 2-6B, la plataforma 52 está soportada para ser sustancialmente coplanar o adyacente a la pared superior 44 del deflector aerodinámico 40. Como se muestra claramente en la Fig. 3, esta colocación de la heliplataforma 26 no coloca la parte superior 56a de la barandilla 56 como la estructura más alta en el aerogenerador 10, sin perjuicio de las palas 22. Se entenderá que la estructura de soporte 48 puede soportar la heliplataforma 26 en posiciones diferentes distintas de las mostradas en las figuras en otras realizaciones, siempre y cuando la parte superior 56a de la barandilla 56 sea al menos tan alta en elevación como el deflector aerodinámico 40.

La plataforma 52 incluye una parte delantera 58 (es decir, donde el trabajador permanece de pie en la Fig. 2) que se extiende hacia delante desde los paneles enfriadores 42 y el deflector aerodinámico 40, y una parte trasera 60 que se extiende hacia atrás de los paneles enfriadores 42 y el deflector aerodinámico 40. La pluralidad de paneles enfriadores 42 puede incluir un hueco 62 configurado para recibir la plataforma 52 entre la parte delantera 58 y la parte trasera 60 como se muestra en la Fig. 2. No obstante, cuando la plataforma 52 está colocada para ser sustancialmente coplanar con el deflector aerodinámico 40, como se muestra en la Fig. 2, el hueco 62 se puede omitir en algunas realizaciones. La parte delantera 58 se puede usar por un trabajador como se muestra en la Fig. 2 para inspeccionar el techo de la góndola 32 o para observar la operación de la grúa 28 descrita en mayor detalle a continuación. La parte trasera 60 puede ser mayor que la parte delantera 58 para acomodar componentes de sustitución grandes o un helicóptero, como se entiende en la técnica de aerogeneradores. La parte trasera 60 también puede incluir un elevador o escalera (no mostrada) para transportar a un trabajador desde la heliplataforma 26 hasta una puerta de acceso o claraboya (no mostrada) de la góndola 14. Tal sistema permitiría que un trabajador obtenga acceso al interior de la góndola 14.

Como se muestra más claramente en las Figs. 2 y 3, la heliplataforma 26 se puede integrar, al menos parcialmente, de manera estructural con el deflector aerodinámico 40. Más particularmente, la estructura de soporte 48 y/o la plataforma 52 se puede integrar, al menos parcialmente, con la pared superior 44 del deflector aerodinámico 40. En una realización ejemplar, la estructura de soporte 48 puede ser integral con el deflector aerodinámico 40 de manera que los elementos de soporte para el enfriador 24 y la heliplataforma 26 estén integrados sustancialmente unos con otros. La heliplataforma 26 puede estar compuesta de una mezcla de material de fibra de vidrio protruido y acero. Por ejemplo, la plataforma 52 puede estar compuesta de un porcentaje más alto de material de fibra de vidrio que acero de manera que la plataforma 52 sea estructuralmente sólida pero ligera. Limitar el peso de la heliplataforma 26 es importante debido a que la heliplataforma 26 está situada generalmente fuera del centro de gravedad de la góndola 14. En consecuencia, la mezcla de fibra de vidrio y acero proporciona un equilibrio deseable entre resistencia estructural y fuerzas de peso aplicadas por la heliplataforma 26 a la góndola 14 y la torre 12. Se apreciará, no obstante, que la heliplataforma 26 puede estar compuesta de otros materiales en realizaciones alternativas sin apartarse del alcance de esta invención.

Las Figs. 2-6B ilustran la operación de la grúa 28 incorporada con la góndola 14 para su uso con la heliplataforma 26 según la primera realización. En un ejemplo, la grúa 28 puede ser una grúa de pluma articulada hidráulica disponible comercialmente en Palfinger AG, de Bergheim, Salzburgo, Austria. No obstante, otros diseños de grúas disponibles comercialmente se pueden usar dentro del alcance de esta invención. La grúa 28 está configurada para ser completamente estibada dentro de la góndola 14 como se muestra en la Fig. 2 en una primera posición estibada. La grúa 28 también está configurada para moverse a una segunda posición operativa. En la posición operativa, la grúa 28 se puede mover por encima de los diversos paneles 38 en el techo de la góndola 32, o se puede mover a la ubicación mostrada en la Fig. 6B en donde el extremo libre 64 de la pluma telescópica 66 de la grúa 28 se dispone sobre la heliplataforma 26 para elevar artículos hacia y desde la heliplataforma 26. En consecuencia, cuando la grúa 28 está en la posición operativa como se muestra en las Figs. 5-6B, la grúa 28 es operable para mover los componentes de la heliplataforma 26 a la ubicación correcta dentro de la góndola 14 a través del panel 38 correspondiente en el techo de la góndola 32. Aunque el extremo libre 64 de la pluma 66 se ilustra sobre la parte delantera 58 de la plataforma 52 en la Fig. 6B, se entenderá que la grúa 28 se puede configurar para extenderse hasta la parte trasera 60 de la plataforma 52 en algunas realizaciones.

Como se muestra más claramente en la Fig. 2, el techo de la góndola 32 tiene un perfil generalmente plano en la primera realización del aerogenerador 10. Con este fin, el techo de la góndola 32 se puede elevar uniformemente en todas las áreas desde la estructura de marco interior 54 y los componentes de la góndola 14. Una pluralidad de miembros de soporte de techo 68 puede estar dispuesta entre el techo de la góndola 32 y la estructura de marco interior 54, como se muestra en la Fig. 4. Estos miembros de soporte de techo 68 proporcionan un espacio adecuado para que la grúa 28 sea estibada por completo dentro de la góndola 14 y por debajo del techo de la góndola 32 cuando los paneles 38 se cierran como se muestra, por ejemplo, en línea de trazos en la Fig. 3. Además, los miembros de soporte de techo 68 también proporcionan un espacio libre adecuado entre la estructura de marco interior 54 y el techo de la góndola 32 para permitir que la grúa 28 se mueva y opere por completo dentro de la góndola 14 con los paneles 38 cerrados. A este respecto, la grúa 28 está configurada para ser operable para mover los componentes alrededor del interior de la góndola 14 sin someter los componentes interiores de la góndola 14 al entorno exterior (por ejemplo, los paneles 38 se pueden cerrar).

En esta realización, una parte de los paneles 38 en el techo de la góndola 32 definen una cubierta 70 para la grúa 28. La cubierta 70 se abre girando o moviendo de otro modo los paneles 38 por encima de la pluma 66 de la grúa 28 desde la posición cerrada en la Fig. 2 hasta la posición abierta en la Fig. 4. Como se trató anteriormente, el movimiento de los paneles 38 entre las posiciones abierta y cerrada se puede habilitar mediante actuadores mecánicos o eléctricos conocidos. Después de que la pluma 66 de la grúa 28 se eleve por encima del plano del techo de la góndola 32, una parte de los paneles 38 que forman la cubierta 70 se pueden cerrar, como se muestra en la Fig. 5, para limitar una exposición innecesaria de los componentes interiores de la góndola 14 al entorno externo. No obstante, los paneles 38 que forman la cubierta 70 también se pueden dejar abiertos durante la operación de la grúa 28 en el exterior de la góndola 14. La grúa 28 entonces se puede mover entre el techo de la góndola 32 y la heliplataforma 26, como se describió anteriormente y se muestra en las Figs. 6A y 6B.

Una segunda realización del aerogenerador 110 según la invención se ilustra en las Figs. 7 y 8. Esta realización del aerogenerador 110 incluye muchos de los mismos elementos descritos anteriormente con referencia a las Figs. 1-6B, y estos elementos se han dotado con los mismos números de referencia. En esta realización, la estructura de soporte 48 se ha bajado de manera que la parte delantera 58 de la plataforma 52 se extienda a través del hueco 62 en los paneles enfriadores 42. La parte superior 56a de la barandilla 56 de la heliplataforma 26 está colocada sustancialmente coplanar con la pared superior 44 del deflector aerodinámico 40 como se muestra en la Fig. 7. En consecuencia, la parte superior 56a de la barandilla 56 sigue siendo la estructura más alta en el aerogenerador 10 (excluyendo las palas 22) para cumplir con las regulaciones de seguridad. Un trabajador o un componente de sustitución se puede mover entre la parte trasera 60 de la plataforma 52 y la parte delantera 58 moviéndose a través del hueco 62 en los paneles enfriadores 62 por debajo del deflector aerodinámico 40. Se entenderá que la estructura de soporte 48 se puede modificar en otras realizaciones para colocar la heliplataforma 26 a cualquier altura por encima de la posición mostrada en las Figs. 7 y 8 dentro del alcance de esta invención.

En la segunda realización del aerogenerador 110, el techo de la góndola 32 incluye una cubierta deslizante bifurcada 80 configurada para cubrir la grúa 28 en la posición estibada en lugar de la cubierta 70 formada por los paneles 38 de la realización descrita anteriormente. La cubierta deslizante 80 incluye una parte delantera 82 y una parte trasera 84. La parte delantera 82 y la parte trasera 84 incluyen, cada una, una parte elevada 86 que se proyecta por encima del techo de la góndola 32 y una segunda parte 87 configurada para ser sustancialmente coplanar con el resto del techo de la góndola 32. La pluma 66 de la grúa 28 está configurada para caber cómodamente dentro de la parte elevada 86 cuando la cubierta 80 está cerrada, como se muestra en la Fig. 7. A este respecto, la grúa 28 generalmente no es operable dentro de una góndola 14 cerrada, en contraste con lo que se describió con referencia a la primera realización.

Para desplegar la grúa 28, la parte delantera 82 de la cubierta 80 puede estar configurada para deslizarse hacia delante, y la parte trasera 84 de la cubierta 80 puede estar configurada para deslizarse hacia atrás a lo largo del techo de la góndola 32. El movimiento deslizante de la parte delantera 82 y la parte trasera 84 se puede habilitar por actuadores mecánicos o eléctricos conocidos. Cuando la parte delantera 82 y la parte trasera 84 se abren, como se muestra en la Fig. 8, la grúa 28 se puede mover a la posición operativa por encima del techo de la góndola 32. Como con la realización anterior, y como se muestra en las Figs. 6A y 6B, la pluma telescópica 66 de la grúa 28 se puede extender de modo que los artículos se puedan mover desde la heliplataforma 26 hasta el interior de la góndola 14 a través de uno o más de los paneles 38 seleccionados. Cuando el movimiento de los artículos se completa, la grúa 28 se puede mover de vuelta a la posición estibada mostrada en la Fig. 8, de manera que la cubierta bifurcada 80 se pueda mover de vuelta a la posición cerrada.

Una tercera realización del aerogenerador 210 según la invención se ilustra en las Figs. 9 y 10. Esta realización del aerogenerador 210 incluye muchos de los mismos elementos descritos anteriormente con referencia a las Figs. 1-8, y estos elementos se han dotado con los mismos números de referencia. En esta realización, la estructura de soporte 48 está situada en la misma posición que la realización anterior de las Figs. 7 y 8, de manera que la parte delantera 58 de la plataforma 52 se extienda a través del hueco 62 en los paneles enfriadores 42. La parte superior 56a de la barandilla 56 de la heliplataforma 26 de nuevo está colocada sustancialmente coplanar con la pared superior 44 del deflector aerodinámico 40, como se muestra en la Fig. 9. En consecuencia, la parte superior 56a de la barandilla 56 sigue siendo la estructura más alta sobre la góndola 14 para cumplir con las regulaciones de seguridad. Un trabajador o un componente de sustitución se puede mover entre la parte trasera 60 de la plataforma 52 y la parte delantera 58 moviéndose a través del hueco 62 en los paneles enfriadores 42 por debajo del deflector aerodinámico 40.

En la tercera realización del aerogenerador 210, el techo de la góndola 32 incluye una cubierta deslizante unitaria 90 configurada para cubrir la grúa 28 en una posición estibada en lugar de la cubierta 70 formada por los paneles 38 de la primera realización descrita. La cubierta unitaria 70 incluye una parte elevada 92 que se proyecta por encima del techo de la góndola 32 y una segunda parte 94 configurada para ser sustancialmente coplanar con el resto del techo de la góndola 32. La pluma 66 de la grúa 28 está configurada para caber cómodamente dentro de la parte elevada 92 cuando la cubierta 90 está cerrada, como se muestra en la Fig. 9. A este respecto, la grúa 28 generalmente no es operable dentro de la góndola 14 cerrada, en contraste con lo descrito con referencia a la primera realización.

Para desplegar la grúa 28, la cubierta 90 puede estar configurada para deslizarse hacia atrás a lo largo del techo de la góndola 32. El movimiento de deslizamiento de la cubierta 90 se puede habilitar por actuadores mecánicos o eléctricos conocidos. Cuando la cubierta 90 se abre, como se muestra en la Fig. 10, la grúa 28 se puede mover a la posición operativa por encima del techo de la góndola 32. Como con la realización anterior, y como se muestra en las Figs. 6A y 6B, la pluma telescópica 66 de la grúa 28 se puede extender de modo que los artículos se puedan mover desde la heliplataforma 26 hasta el interior de la góndola 14 a través de uno o más de los paneles 38 seleccionados. Cuando se completa el movimiento de los artículos, la grúa 28 se puede mover de vuelta a la posición estibada mostrada en la Fig. 10, de manera que la cubierta unitaria 90 se pueda mover de vuelta a la posición cerrada. Se entenderá que la cubierta bifurcada 80 y la cubierta unitaria 90 se pueden modificar para abrirse de manera pivotante o abrirse de manera deslizante en una dirección diferente en otras realizaciones dentro del alcance de esta invención.

Otra realización del aerogenerador 310 según la invención se ilustra en las Figs. 11A y 11B. Esta realización del aerogenerador 310 incluye muchos de los mismos elementos descritos anteriormente con referencia a las Figs. 1 10, y estos elementos se han dotado con los mismos números de referencia. En esta realización, el hueco 62 en los paneles enfriadores 42 se ha rellenado parcialmente con un panel enfriador central 100 que tiene una parte de panel superior 102 y una parte de panel inferior 104. La parte de panel superior 102 puede estar acoplada de manera pivotante al deflector aerodinámico 40 mediante una bisagra (no mostrada) o conector similar de manera que la parte de panel superior 102 sea giratoria entre una posición cerrada mostrada en la Fig. 11A y una posición abierta mostrada en la Fig. 11B. En la posición cerrada, la parte de panel superior 102 es generalmente coplanar o está alineada con los paneles enfriadores 42 restantes. En la posición abierta, la parte de panel superior 102 se hace girar fuera de alineación con los paneles enfriadores 42 restantes, de manera que se habilite el paso de artículos o trabajadores entre la parte delantera 58 y la parte trasera 60 de la plataforma 52. Alternativamente, la parte de panel superior 102 puede estar acoplada de manera pivotante a la heliplataforma 26 y/o un panel enfriador 42 adyacente en otras realizaciones.

Se entenderá que la parte de panel superior 102 puede estar acoplada operativamente con la parte de panel inferior 104 de manera que el segundo fluido que fluye a través de la parte de panel superior 102 se pueda encaminar hacia la góndola 14 para enfriar los componentes interiores de la góndola, como se describió anteriormente con referencia a los paneles enfriadores 42. Además, la parte de panel inferior 104 se ilustra como separada del techo de la góndola 32 en la realización ilustrada, pero la parte de panel inferior 104 puede estar acoplada alternativamente de manera pivotante al techo de la góndola 32 mediante una bisagra (no mostrada) o conector similar de manera que la parte de panel inferior 104 también se pueda hacer girar entre una posición cerrada y una posición abierta. Por ejemplo, esta parte de panel inferior 104 movible se puede proporcionar en realizaciones con cubiertas deslizantes 80, 90 que tienen partes elevadas 86, 92 que deben pasar a través de los paneles enfriadores 42 por debajo de la heliplataforma 26. También se entenderá que la parte de panel superior 102 y la parte de panel inferior 104 pueden estar acopladas entre sí para movimiento rotacional unitario alrededor de una o más conexiones parecidas a una bisagra con el deflector aerodinámico 40 y/o el techo de la góndola 32.

Las Figs. 11A y 11B también ilustran que la pluralidad de paneles enfriadores 42 pueden incluir aberturas 106 correspondientes configuradas para recibir las patas delanteras 50b de los miembros de marco triangular 50 que componen la estructura de soporte 48 para la heliplataforma 26. A este respecto, la pluralidad de paneles enfriadores 42 se puede modificar según sea necesario para recibir los diversos miembros de la estructura de soporte 48 al menos parcialmente integrada con el deflector aerodinámico 40 y el enfriador 24.

En resumen, los aerogeneradores 10, 110, 210, 310 de la presente invención incorporan la estructura de soporte 48 para una heliplataforma 26 con un enfriador 24, de manera que la barandilla 56 de la heliplataforma 26 esté dispuesta en el punto más alto en el aerogenerador 10 (excluyendo las palas 22). El aerogenerador 10, por lo tanto, proporciona de manera ventajosa tanto un enfriador 24 como una heliplataforma 26 al tiempo que cumple con diversas regulaciones de seguridad para aerogeneradores. Además, el aerogenerador 10 de la presente invención incluye una grúa 28 que es operable para mover artículos hasta y desde la heliplataforma 26 y el interior de la góndola 14. La grúa 28 está estibada dentro de la góndola 14 cuando no está en uso proporcionando una cubierta 70, 80, 90 sobre el techo de la góndola 32, como se describió con más detalle anteriormente.

Si bien la presente invención se ha ilustrado mediante una descripción de diversas realizaciones preferidas y si bien estas realizaciones se han descrito en algún detalle, no es la intención de los inventores restringir o de ningún modo limitar el alcance de las reivindicaciones adjuntas a tal detalle.

Claims

REIVINDICACIONES

1. Un aerogenerador que comprende:

una torre (12);

una góndola (14) dispuesta adyacente en lo alto de la torre y que incluye un techo de góndola (32); un rotor (16) que incluye un buje (20) y al menos una pala de aerogenerador (22) acoplada operativamente a un generador (18) alojado dentro de la góndola (14);

una heliplataforma (26) que incluye una estructura de soporte (48) que se extiende desde la góndola (14); y una grúa (28) acoplada a la góndola (14) y configurada para moverse entre una primera posición estibada por debajo del techo de la góndola (32) y una segunda posición operativa, la grúa (28) que se puede posicionar selectivamente en la segunda posición operativa sobre la heliplataforma (26) caracterizada por que comprende:

un enfriador (24) que incluye un deflector aerodinámico (40) y al menos un panel enfriador (42) que se proyecta por encima del techo de la góndola (32), el enfriador (24) operable para eliminar calor del interior de la góndola (14), en donde la grúa (28) es operable en la posición operativa para elevar artículos desde la heliplataforma (26) sobre el enfriador (24) y hacia la góndola (14) a través del techo de la góndola (32).

2. Un aerogenerador según la reivindicación 1, en donde el techo de la góndola (32) incluye uno o más paneles (38) configurados para ser abiertos para proporcionar acceso entre el interior de la góndola (14) y los alrededores externos.

3. Un aerogenerador según la reivindicación 1 o 2, en donde la góndola (14) incluye una estructura de marco interior (54) y componentes, y el techo de la góndola (32) se eleva por encima y está separado de la estructura de marco interior (54) y los componentes de modo que la grúa (28) se puede estibar en la posición estibada por completo por debajo del techo de la góndola (32).

4. Un aerogenerador según la reivindicación 3, en donde el techo de la góndola (32) se coloca para proporcionar un espacio adecuado entre el techo de la góndola y la estructura de marco interior (54) y los componentes para permitir el movimiento y la operación de la grúa (28) dentro de la góndola (14) sin abrir el uno o más paneles (38) en el techo de la góndola (32).

5. Un aerogenerador según cualquiera de las reivindicaciones 1-4, en donde la góndola (14) incluye una estructura de marco interior (54) y componentes, la grúa (28) incluye una pluma (66), y el uno o más paneles (38) incluye una cubierta (70) para la grúa (28), la cubierta (70) que incluye una parte elevada (86) que se proyecta por encima de la estructura de marco interior (54) y los componentes y configurada para recibir una pluma (66) cuando la grúa (28) se estiba en la posición estibada.

6. Un aerogenerador según la reivindicación 5, en donde la cubierta (70) para la grúa (28) se bifurca en una primera parte de cubierta (82) y una segunda parte de cubierta (84), la primera y segunda partes de cubiertas que son movibles unas lejos de otras para descubrir la grúa (28) y permitir que la grúa (28) se mueva desde la posición estibada hasta la posición operativa.

7. Un aerogenerador según la reivindicación 5, en donde la cubierta (70) para la grúa (28) es una cubierta unitaria movible con respecto al techo de la góndola (32) para descubrir la grúa (28) y permitir que la grúa (28) se mueva desde la posición estibada hasta la posición operativa.

8. Un aerogenerador según cualquiera de las reivindicaciones 1-7, en donde la pluma (66) de la grúa (28) incluye un mecanismo telescópico configurado para permitir el movimiento de la grúa (28) en la posición operativa desde el techo de la góndola hasta la heliplataforma (26).

9. Un aerogenerador según la reivindicación 1, que comprende además un enfriador (24) que incluye un deflector aerodinámico (40) y al menos un panel enfriador (42) que se proyecta por encima del techo de la góndola (32), el enfriador (24) que es operable para eliminar calor del interior de la góndola (14); y

en donde dicha heliplataforma (26) está integrada, al menos parcialmente, con dicho enfriador (24).

10. Un aerogenerador según la reivindicación 10, en donde el al menos un panel enfriador (42) incluye una pluralidad de paneles enfriadores, y la parte delantera de la plataforma (26) se extiende a través de un hueco (62) formado entre dos de los paneles enfriadores (42).

11. Un método de uso de un aerogenerador según cualquiera de las reivindicaciones 1-10, el aerogenerador que incluye una góndola (14) que tiene un techo de góndola (32) con una pluralidad de paneles que se pueden abrir (38), una grúa (28) soportada por la góndola (14) y una heliplataforma (26), el método que comprende:

abrir al menos uno de los paneles del techo de la góndola (32) para descubrir la grúa (28); mover la grúa (28) desde una posición estibada por debajo del techo de la góndola (32) hasta una posición operativa, la grúa (28) que se puede colocar selectivamente por encima de la heliplataforma (26) en la posición operativa; y

elevar elementos sobre la heliplataforma (26) hacia la góndola (14) a través de al menos uno de los paneles (38) usando la grúa (28) y caracterizado por el aerogenerador que incluye un enfriador (24) que incluye un deflector aerodinámico (40) y al menos un panel enfriador (42) que se proyecta por encima del techo de la góndola (32), el enfriador (24) operable para eliminar calor del interior de la góndola (l4), en donde la grúa (28) es operable en la posición operativa para elevar artículos desde la heliplataforma (26) sobre el enfriador (24) y hacia la góndola (14) a través del techo de la góndola (32).

12. Un método según la reivindicación 11, que comprende además:

mover la grúa (28) desde la posición operativa de vuelta a la posición estibada por debajo del techo de la góndola (32); y

cerrar la pluralidad de paneles (38) para cubrir la grúa (28).

13. Un método según la reivindicación 11 o 12, en donde el techo de la góndola (32) se eleva por encima y está separado de una estructura interior de la góndola (14), y el método comprende además:

mover la grúa (28) desde la posición estibada hasta una segunda posición operativa dentro de la góndola (14); y elevar artículos en la góndola (14) mientras que los paneles (38) en el techo de la góndola (32) permanecen cerrados.

14. Un método según la reivindicación 12 o 13, en donde al menos uno de los paneles (38) en el techo de la góndola (32) incluye una parte elevada (86), y cerrar la pluralidad de paneles incluye además:

mover la parte elevada (86) sobre la grúa (28) de modo que la grúa (28) se reciba cómodamente en la parte elevada (86) en la posición estibada.