ES3051183T3 - A nacelle for a wind turbine - Google Patents

A nacelle for a wind turbine

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ES3051183T3
ES3051183T3 ES20816397T ES20816397T ES3051183T3 ES 3051183 T3 ES3051183 T3 ES 3051183T3 ES 20816397 T ES20816397 T ES 20816397T ES 20816397 T ES20816397 T ES 20816397T ES 3051183 T3 ES3051183 T3 ES 3051183T3
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Torben Ladegaard Baun
Jesper Lykkegaard Neubauer
Renato Catroga
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Vestas Wind Systems AS
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Abstract

Una góndola de aerogenerador configurada para su montaje en una torre de aerogenerador y para soportar un conjunto de soporte de rotor. La góndola comprende una unidad principal y al menos una unidad auxiliar. La unidad auxiliar aloja al menos un componente, por ejemplo, un convertidor o un transformador. Para facilitar el transporte, reducir los costes y facilitar el montaje, el componente operativo se suspende directamente de la unidad principal. (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)

Description

[0001] DESCRIPCIÓN
[0002] Una góndola para un aerogenerador
[0003] Introducción
[0004] La presente descripción se refiere a una góndola para un aerogenerador. La góndola comprende una unidad principal y al menos una unidad auxiliar montada en un lado de la unidad principal. La góndola de la presente descripción es particularmente adecuada para su uso en grandes aerogeneradores. La descripción se refiere además a un método para fabricar un aerogenerador que comprende tal góndola.
[0005] Antecedentes
[0006] Los aerogeneradores aumentan de tamaño en términos de salida de potencia nominal así como en términos de dimensiones físicas de las piezas individuales del aerogenerador. Por lo tanto, el tamaño de la góndola también se debe aumentar para acomodar los componentes del aerogenerador requeridos. Los aerogeneradores se transportan normalmente desde el lugar o lugares de fabricación de las piezas individuales hasta el emplazamiento de operación donde se erige el aerogenerador, por carretera, ferrocarril, barco o una combinación de los mismos.
[0007] El documento EP3247899A1 es un ejemplo relevante de la técnica anterior.
[0008] Compendio
[0009] Un objetivo de las realizaciones de la descripción es facilitar una modularidad adicional, facilidad de diseño y fabricación, y permitir un mejor mantenimiento de los aerogeneradores. Un objetivo adicional de las realizaciones de la descripción es proporcionar una góndola que sea transportable usando medios de transporte ordinarios y reducir los costes de transporte y manipulación sin limitar el tamaño posible de la góndola.
[0010] Según estos y otros objetivos, la descripción proporciona una góndola de aerogenerador configurada para su montaje en una torre de aerogenerador y que aloja un conjunto de soporte de rotor. El conjunto de soporte de rotor soporta un rotor que acciona un generador. Además, la góndola aloja un conjunto de conversión de potencia.
[0011] La góndola comprende:
[0012] - una unidad principal conectable a una torre de aerogenerador, por ejemplo, a través de una disposición de guiñada, y que aloja el conjunto de soporte de rotor y, opcionalmente, el generador, y
[0013] - al menos una unidad auxiliar que aloja un componente operativo que forma parte del conjunto de conversión de potencia.
[0014] La unidad principal y la unidad auxiliar son unidades separadas ensambladas en una interfaz mediante una estructura de fijación de unidad, y el componente operativo se suspende directamente en la unidad principal.
[0015] Dado que la unidad auxiliar acomoda un componente operativo suspendido directamente en la unidad principal, y dado que la unidad principal es conectable a la torre de aerogenerador, la unidad principal forma una trayectoria de carga para el componente operativo hacia la torre de aerogenerador.
[0016] Si es necesario, la unidad auxiliar se puede liberar de la unidad principal sin liberar el componente operativo, y la unidad auxiliar puede estar diseñada para cargas menores en comparación con la unidad principal. Por ejemplo, puede estar dimensionada y diseñada para el almacenamiento y transporte del componente operativo, pero no para soportar la carga completa del componente operativo en la torre.
[0017] Ejemplos de una unidad principal y/o una unidad auxiliar incluyen unidades de cualquier tamaño y forma, y configuradas para ser ensambladas.
[0018] La unidad auxiliar y/o la principal se pueden formar con un tamaño y/o una forma exterior comparable, o igual, al tamaño y forma de un contenedor de carga. Por ello, cada unidad hereda las ventajas de los contenedores de carga con respecto a la manipulación, transporte y almacenamiento. Los contenedores de carga, por ejemplo, se pueden manipular en cualquier parte del mundo por barco, tren, camión, etc., y a menores costes en comparación con el transporte a granel.
[0019] Los ahorros de costes son incluso más pronunciados cuando la unidad principal y/o auxiliar es un contenedor de carga. También se hace referencia a un contenedor de carga como contenedor intermodal, contenedor de carga estándar, contenedor de caja, contenedor marítimo o contenedor ISO, y se refiere, en general, a un contenedor usado para almacenar y mover materiales y productos en el sistema global de transporte de carga intermodal en contenedores para el tráfico intercontinental. El contenedor de carga puede seguir las especificaciones dimensionales y estructurales de la norma ISO 668:2013 para contenedores de carga de la serie 1.
[0020] La unidad principal y la unidad auxiliar se pueden disponer una junto a otra en una dirección alejada del eje de rotación definido por el conjunto de soporte de rotor, en oposición a una después de otra en la dirección del eje de rotación.
[0021] En una realización, la góndola comprende dos unidades auxiliares, por ejemplo, dispuestas en lados opuestos de la unidad principal. En esa realización, cada una de las dos unidades auxiliares puede tener la mitad del tamaño de un contenedor de carga, siguiendo las dimensiones y especificaciones estructurales de la norma ISO 668:2013 para contenedores de carga de la serie 1, y dispuesta de manera que las dos mitades del contenedor se puedan ensamblar para formar un contenedor durante el transporte, y dividirse en dos unidades auxiliares a ser dispuestas, por ejemplo, en lados opuestos de la unidad principal. El contenedor se puede dividir, en particular, en una interfaz que se extiende en la dirección longitudinal del contenedor, es decir, la dimensión más larga del contenedor.
[0022] La góndola se puede soportar directamente por la torre o indirectamente por la torre a través de una estructura de torre intermedia. Si el aerogenerador es del tipo de eje horizontal tradicional, la góndola se soporta típicamente por una disposición de guiñada entre la parte superior de la torre y la góndola. No obstante, la descripción también puede referirse a un aerogenerador de rotor múltiple, del tipo en el que más de una góndola se soporta por una estructura de viga transversal, que, de nuevo, se soporta por la torre, por ejemplo, a través de una disposición de guiñada entre la torre y la estructura de viga transversal.
[0023] La descripción puede referirse a un aerogenerador a barlovento o a un aerogenerador a sotavento.
[0024] La unidad principal es la pieza que conecta la góndola a la torre, o bien directa o bien indirectamente a través de dicha estructura o estructuras de torre intermedias. La unidad principal puede ser, en particular, la parte central de la góndola y aloja partes del tren de transmisión, tales como al menos una parte del eje de rotor.
[0025] El aerogenerador puede ser un aerogenerador de accionamiento directo, con el generador típicamente situado en el exterior de la góndola, o el aerogenerador podría estar con el generador situado en la unidad principal. La unidad principal soporta el rotor a través del eje de rotor.
[0026] La unidad principal puede, dependiendo del tipo de aerogenerador, comprender piezas adicionales, por ejemplo, una caja de engranajes, un sistema de cojinetes y diferentes tipos de equipos periféricos, por ejemplo, con propósitos de lubricación, enfriamiento y control. La unidad principal puede comprender, en particular, un bastidor principal que forma parte del conjunto de soporte de rotor y que forma una trayectoria de carga desde el rotor hacia la torre o la estructura de torre intermedia, por ejemplo, a través de una disposición de guiñada. El bastidor principal puede ser, en particular, un componente fundido.
[0027] Además del bastidor principal, el conjunto de soporte de rotor puede comprender, por ejemplo, una estructura de cojinete y otros componentes que soportan el rotor en el aerogenerador.
[0028] El componente operativo que está alojado en la unidad auxiliar, está suspendido directamente en el bastidor principal, es decir, de manera que el bastidor principal forme una trayectoria de carga desde el componente operativo hasta la torre. El componente operativo está suspendido en el bastidor principal a través de una primera estructura de suspensión y puede estar suspendido de manera que la unidad auxiliar no forme parte de la trayectoria de carga del componente operativo hacia la torre.
[0029] La góndola se puede girar con relación a la torre a través de una disposición de guiñada. Esto se puede o bien facilitar conectando la góndola a la torre a través de la disposición de guiñada, o bien, en un aerogenerador de rotor múltiple, conectando al menos dos bastidores principales de estructuras de góndola individuales a una torre a través de dicha estructura de torre intermedia, que de nuevo se une a la torre a través de una disposición de guiñada. La góndola puede comprender una segunda estructura de suspensión configurada para la suspensión del componente operativo en la unidad auxiliar.
[0030] La estructura de fijación de unidad se puede configurar para fijar la unidad auxiliar a la unidad principal en una posición de ensamblaje de la unidad auxiliar con relación a la unidad principal. La primera estructura de suspensión se puede configurar para asumir la suspensión del componente operativo desde la segunda estructura de suspensión tras el movimiento de la unidad auxiliar a la posición de ensamblaje.
[0031] En un ejemplo, el componente operativo se soporta, por ejemplo, en el suelo o en una pared, de la unidad auxiliar mediante la segunda estructura de suspensión, y cuando la unidad auxiliar se baja hacia la posición de ensamblaje, la primera estructura de suspensión eleva el componente operativo fuera de la relación de soporte con la unidad auxiliar. A partir de ese momento, el componente operativo está suspendido en el bastidor principal a través de la segunda estructura de suspensión, y preferiblemente elevado libre del suelo de la unidad auxiliar.
[0032] En otro ejemplo, el componente operativo se soporta, por ejemplo, en el suelo o en la pared de la unidad auxiliar mediante la segunda estructura de suspensión, y cuando la unidad auxiliar está en la posición de ensamblaje, la primera estructura de suspensión se fija entre el componente operativo y el bastidor principal. En ese punto de tiempo, la primera estructura de suspensión y la segunda estructura de suspensión soportan ambas el componente operativo. En algunas realizaciones, la segunda estructura de suspensión se puede retirar de manera que la suspensión sea exclusivamente mediante la primera estructura de suspensión directamente en el bastidor principal. La primera estructura de suspensión puede comprender al menos un soporte conectado al componente operativo y al bastidor principal, y cada soporte puede extenderse a través de una abertura de pared correspondiente en una pared exterior de al menos una de la unidad principal y la unidad auxiliar.
[0033] Cada abertura de pared puede tener un tamaño superior a una dimensión en sección transversal del soporte correspondiente para definir un hueco entre un borde alrededor de la abertura de pared y el soporte. Esto permite que la carga sobre los soportes sea soportada por el bastidor principal sin afectar a la pared exterior de la unidad principal o la unidad auxiliar.
[0034] El hueco entre la abertura de pared y los soportes se puede sellar mediante una estructura de sellado, por ejemplo, una junta de goma que se extiende entre un borde de la pared y el soporte.
[0035] La primera estructura de suspensión puede, en una realización, constituir o formar parte de la estructura de fijación de unidad. En esta realización, la primera estructura de suspensión mantiene la unidad auxiliar en su lugar en la unidad principal.
[0036] El conjunto de conversión de potencia convierte la potencia del generador en una forma de energía deseada. El conjunto de conversión de potencia se puede configurar para entregar energía eléctrica, por ejemplo, en AC o DC. En caso de energía eléctrica, el conjunto de conversión de potencia se puede configurar para enlazar el generador, por ejemplo, a una red eléctrica externa. En ese caso, el conjunto de conversión de potencia puede estar constituido, por ejemplo, por un convertidor, y/o un transformador y/o un conmutador. Cualquiera de tales componentes puede estar comprendido en el conjunto de conversión de potencia.
[0037] Por lo tanto, el componente operativo está constituido por un convertidor, y/o un transformador, y/o un conmutador, etc. Tales componentes se pueden alojar adecuadamente en una unidad auxiliar y, ventajosamente, se pueden soportar directamente por la unidad principal, dado que son componentes relativamente pesados. Por lo tanto, la trayectoria de carga desde tales componentes hasta la torre puede ser lo más corta posible y, por lo tanto, es una ventaja suspender tales componentes directamente en la unidad principal y, por ello, soportar al menos una parte del peso de estos componentes directamente por la unidad principal que está conectada a la torre.
[0038] Además, los componentes mencionados a menudo se suministran al emplazamiento donde se erige el aerogenerador por un suministrador externo que no está implicado con el tren de transmisión ni otras partes del aerogenerador. Por consiguiente, la encapsulación en una unidad separada, lejos del tren de transmisión, puede ser una ventaja y reducir el riesgo de acceso no intencionado por personal no autorizado. Además, el convertidor y el transformador son componentes de alta tensión que, por razones de seguridad, pueden estar separados de la unidad principal.
[0039] Además, estos componentes mencionados son componentes caros y complejos, para los cuales el mantenimiento o sustitución se puede llevar a cabo adecuadamente por personal especialmente entrenado, por ejemplo, bajando a tierra los componentes operativos cuando estén alojados en la unidad auxiliar, o al menos trabajando en un área de trabajo que esté aislada del tren de transmisión giratorio y potencialmente peligroso.
[0040] El generador puede ser, como ejemplo, un generador asíncrono o síncrono, por ejemplo, un generador asíncrono o síncrono, y la tensión del convertidor puede estar en el mismo rango que la tensión del generador, a la que algunas veces se hace referencia como tensión del estátor.
[0041] El generador, en otro ejemplo, puede ser un generador de inducción doblemente alimentado (DFIG). En ese caso, la tensión en el convertidor podría ser diferente de la tensión del estátor del generador. El convertidor está conectado al rotor del generador y normalmente es de la misma tensión o de una tensión que es menor que la tensión del estátor.
[0042] Baja tensión se puede considerar, por ejemplo, como tensiones de hasta 1000 V. Media tensión se puede considerar como tensiones de 1 kV a alrededor de 60 kV. La tensión del generador puede ser de baja tensión o media tensión. La unidad principal y la unidad auxiliar se ensamblan en la interfaz mediante una estructura de fijación de unidad. La estructura de fijación de unidad puede fijar la unidad auxiliar a la unidad principal cuando la unidad auxiliar está en una posición de ensamblaje, y puede ser adecuada para permitir la liberación de la unidad auxiliar de la unidad principal en una fecha posterior, después de que la unidad principal se ensamble en la parte superior de la torre, por ejemplo, para su mantenimiento o sustitución. Con ese propósito, la estructura de fijación de unidad puede comprender rasgos estructurales de enclavamiento mutuo en la unidad principal y en la unidad auxiliar. Ejemplos de tales rasgos de enclavamiento mutuo pueden ser las protuberancias en una de la unidad principal y auxiliar, y las hendiduras u orificios en la otra de la unidad principal y auxiliar, la estructura de fijación de unidad puede formar una interfaz atornillada que permite la unión liberable de las unidades principal y auxiliar, o la unidad auxiliar se puede mantener en su lugar en la unidad principal mediante cables mediante los cuales la unidad auxiliar se puede bajar al suelo para su mantenimiento, sustitución de componentes o para el transporte de componentes y personal entre el suelo y la góndola. En una realización, la estructura de fijación de unidad está configurada de manera que la unidad auxiliar se pueda recibir por la unidad principal cuando la unidad auxiliar se baja cerca de las inmediaciones de la unidad principal. Tal estructura de fijación de unidad puede estar constituida por ganchos o estructuras de enclavamiento en la unidad principal y la unidad auxiliar. Esto se puede combinar, en particular, con una primera estructura de suspensión configurada para recibir la carga del componente operativo tras el movimiento de la unidad auxiliar hasta la posición donde la estructura de fijación de unidad fija la unidad auxiliar en la unidad principal.
[0043] El componente operativo se acomoda en la unidad auxiliar, pero suspendido directamente en la unidad principal, por ejemplo, directamente en el bastidor principal de la unidad principal. En la presente memoria, eso significa que al menos una parte de la carga del componente operativo se transfiere directamente a la unidad principal sin cargar la unidad auxiliar o la estructura de fijación de unidad. Se hace referencia a esta carga en la presente memoria como la carga directa.
[0044] La carga directa no constituye necesariamente la totalidad de la carga causada por el componente operativo acomodado en la unidad auxiliar, sino que es una parte importante de la misma. De este modo, las cargas directas pueden constituir, por ejemplo, del 50 por ciento al 100 por ciento de la carga total causada por el componente operativo acomodado en la unidad auxiliar y la dirección suspendida en la unidad principal. En particular, la carga directa puede constituir el 100 por ciento de la carga total, lo que significa que el componente operativo está soportado totalmente por la unidad principal. El peso del componente operativo en un aerogenerador de 5 MW puede ser, como ejemplo, de 25-30 toneladas (transformador y/o convertidor), y el peso de una unidad auxiliar para alojar tal componente puede ser de 5-15 toneladas. Por consiguiente, pasar la carga del componente operativo, al menos parcialmente, a la unidad principal, y en particular al bastidor principal, puede ser una ventaja.
[0045] La carga directa no se transfiere a la unidad auxiliar ni se transfiere a la unidad principal a través de la unidad auxiliar – más bien se transfiere directamente a la unidad principal, por ejemplo, directamente al bastidor principal. La unidad principal y la unidad auxiliar pueden estar dispuestas una junto a la otra, en una dirección alejada del eje de rotación. Esto significa que la unidad auxiliar se desplaza lateralmente lejos del eje de rotación con relación a la unidad principal. La unidad auxiliar puede, por ejemplo, estar en una dirección perpendicular al eje de rotación del rotor del aerogenerador. Esto proporciona una modularidad ventajosa de la góndola, con la distribución ventajosa de los componentes principales del aerogenerador, tal como tener tanto el sistema de cojinete principal como el sistema de tren de transmisión ensamblados en la unidad principal, y otros componentes en la unidad auxiliar desplazados lateralmente lejos del tren de transmisión. Por consiguiente, la interfaz entre la unidad principal y la unidad auxiliar puede extenderse, en particular, en la dirección del eje de rotación.
[0046] En una realización, varios componentes operativos se alojan en la unidad auxiliar y se suspenden directamente en la unidad principal. El componente operativo puede ser un transformador y un convertidor, que se alojan, por ello, en la misma unidad auxiliar.
[0047] La primera estructura de suspensión se puede configurar para la suspensión liberable del componente operativo, y facilitar por ello la suspensión del componente operativo directamente en la unidad principal. La primera estructura de suspensión puede ser particularmente adecuada para permitir la liberación del componente operativo de la unidad principal. Con ese propósito, la primera estructura de suspensión puede comprender rasgos estructurales de enclavamiento mutuo en la unidad principal y en el componente operativo. Ejemplos de tales rasgos de enclavamiento mutuo pueden ser las protuberancias en uno de la unidad principal y el componente operativo, y las hendiduras u orificios en el otro de la unidad principal y el componente operativo, la primera estructura de suspensión puede incluir una interfaz de perno que permite la unión liberable del componente operativo a la unidad principal, o el componente operativo se puede mantener en su lugar en la unidad principal mediante cables mediante los cuales el componente operativo se puede bajar al suelo para su mantenimiento o sustitución. La primera estructura de suspensión también puede constituir la interfaz que mantiene la unidad auxiliar en la unidad principal. Es decir, la unidad auxiliar se puede mantener en su lugar en la unidad principal a través de la primera estructura de suspensión.
[0048] La segunda estructura de suspensión se puede configurar para la suspensión liberable del componente operativo en la unidad auxiliar. En una realización, la segunda estructura de suspensión es una estructura de soporte configurada para que el componente operativo se apoye sobre el suelo de la unidad auxiliar. Tal estructura de soporte puede incluir, por ejemplo, patas, vigas o estructuras similares dispuestas entre el suelo de la unidad auxiliar y el componente operativo.
[0049] La segunda estructura de suspensión puede ser particularmente adecuada para permitir la liberación del componente operativo de la unidad auxiliar. Con ese propósito, la segunda estructura de suspensión puede comprender rasgos estructurales de enclavamiento mutuo en la unidad auxiliar y en el componente operativo. Ejemplos de tales rasgos de enclavamiento mutuo pueden ser las protuberancias en uno de la unidad auxiliar y el componente operativo, y las hendiduras u orificios en el otro de la unidad auxiliar y el componente operativo. La segunda estructura de suspensión puede incluir una interfaz de perno que permite la unión liberable del componente operativo a la unidad auxiliar, o el componente operativo se puede mantener en su lugar en la unidad auxiliar mediante cables mediante los cuales el componente operativo se puede bajar al suelo para su mantenimiento o sustitución. En particular, la segunda estructura de suspensión puede permitir que la unidad auxiliar soporte el componente operativo durante el transporte a través de la segunda estructura de suspensión.
[0050] Como se mencionó anteriormente, la primera y segunda estructura de suspensión se pueden configurar de manera que la carga se transfiera de la segunda estructura de suspensión a la primera estructura de suspensión cuando la unidad auxiliar se fija a la unidad principal, es decir, cuando se mueve hacia la posición de ensamblaje. Alternativamente, o además, la primera estructura de suspensión y la segunda estructura de suspensión se pueden configurar para la suspensión simultánea del componente operativo tanto de la unidad principal como de la unidad auxiliar, para permitir por ello que el componente operativo se soporte tanto por la unidad principal como por la unidad auxiliar, por ejemplo, de manera que un porcentaje mayor de la carga se soporte por el bastidor principal en la unidad principal, y un porcentaje menor, por debajo del 50 por ciento, o por debajo del 10 por ciento se soporte por la unidad auxiliar. Además, la primera estructura de suspensión y la segunda estructura de suspensión se pueden configurar para conmutar automáticamente entre el soporte del componente operativo por la unidad principal al soporte del componente operativo por la unidad auxiliar, y viceversa.
[0051] A continuación, se perfilan tres procedimientos de ensamblaje diferentes.
[0052] a) La unidad principal y la unidad auxiliar se unen a través de la estructura de fijación de unidad en el suelo. Posteriormente, se izan y se unen a la torre como una góndola ensamblada. Una vez unido a la góndola, el componente operativo se une directamente a la unidad principal a través de la primera estructura de suspensión, y por ello llega a estar suspendido directamente de la unidad principal. Si el componente operativo está suficientemente protegido para ser expuesto en una superficie exterior de la unidad principal, la unidad auxiliar se puede liberar y usar para el transporte posterior de otros componentes o puede permanecer fijada a la unidad principal y formar parte de la góndola para una encapsulación continua del componente operativo.
[0053] b) La unidad principal y la unidad auxiliar se unen a través de la estructura de fijación de unidad en el suelo. Posteriormente, el componente operativo se fija directamente a la unidad principal a través de la primera estructura de suspensión, y por ello llega a estar suspendido directamente en la unidad principal. La unidad auxiliar ahora se puede liberar y usar para el transporte posterior de otros componentes, o puede permanecer fijada a la unidad principal y formar parte de la góndola para una encapsulación continua del componente operativo. La góndola se iza y se fija a la torre como una góndola ensamblada.
[0054] c) La unidad principal se iza y se fija a la torre. Posteriormente, la unidad auxiliar se iza y se une a la unidad principal mediante la estructura de fijación de unidad. Cuando las dos unidades están ensambladas, el componente operativo se fija directamente a la unidad principal a través de la primera estructura de suspensión, y por ello llega a estar suspendido directamente en la unidad principal. En este punto, el componente operativo se puede fijar, simultáneamente, a las unidades principal y auxiliar a través tanto de la primera como de la segunda estructuras de suspensión. La unidad auxiliar ahora se puede liberar y usar para el transporte posterior de otros componentes, o puede permanecer fijada a la unidad principal y formar parte de la góndola para la encapsulación continua del componente operativo.
[0055] En los tres escenarios, la unidad auxiliar se puede usar como guía para la correcta colocación del componente operativo con relación a la unidad principal, es decir, cuando la unidad auxiliar se fija a través de la estructura de fijación de unidad, el componente operativo se coloca correctamente para su fijación a la unidad principal a través de la primera estructura de suspensión. Posteriormente, el componente operativo se puede liberar de la unidad auxiliar a través de la segunda estructura de suspensión, por lo que la unidad auxiliar funciona solamente como un escudo para protección contra la intemperie y/o para formar una plataforma de trabajo interior para el mantenimiento del componente operativo. El componente operativo, por ejemplo, se puede liberar de la unidad auxiliar para establecer una trayectoria de carga desde el componente operativo directamente hacia el bastidor principal en la unidad principal.
[0056] En los tres escenarios, la unidad auxiliar se puede fijar directamente a la unidad principal a través de la interfaz. La interfaz puede proporcionar una conexión sellada que impide la entrada de aire, agua y suciedad en la unidad principal.
[0057] La unidad auxiliar también se puede soportar mediante un adaptador insertado entre la disposición de guiñada y la unidad principal.
[0058] Al menos dos unidades auxiliares se pueden incluir en la góndola. Dos unidades auxiliares podrían estar dispuestas en lados opuestos de la unidad principal. En esa realización, las dos unidades auxiliares pueden estar en lados opuestos de un plano vertical en el que se extiende el eje de rotación.
[0059] Dos unidades auxiliares podrían estar dispuestas una por encima de la otra, en un lado de la unidad principal o en ambos lados de la unidad principal. En ese caso, las dos unidades auxiliares pueden estar, por ejemplo, en lados opuestos de un plano horizontal, por ejemplo, en el que se extiende el eje de rotación. Tal plano se determinaría por el eje de rotación y un punto horizontalmente adyacente al eje de rotación.
[0060] Dos unidades auxiliares se podrían disponer una después de la otra para formar una fila de unidades auxiliares y, por lo tanto, separadas por un plano vertical que se extiende perpendicular al eje de rotación.
[0061] Si dos unidades auxiliares se disponen una por encima de la otra o una después de la otra, la góndola puede comprender una tercera estructura de fijación para la fijación liberable de una de las unidades auxiliares en la otra de las unidades auxiliares. De esa forma, una de las unidades auxiliares puede formar una trayectoria de carga para las demás unidades auxiliares hacia la unidad principal y, por ello, hacia la torre de aerogenerador.
[0062] La tercera estructura de fijación puede permitir la liberación de una de las unidades auxiliares de la otra de las unidades auxiliares. Con ese propósito, la tercera estructura de fijación puede comprender rasgos estructurales de enclavamiento mutuo en las dos unidades auxiliares, por ejemplo, en forma de protuberancias en una unidad y hendiduras u orificios en la otra de las unidades.
[0063] La tercera estructura de fijación puede incluir una interfaz de perno que permita la unión liberable de las unidades auxiliares entre sí.
[0064] Si las dos unidades auxiliares están dispuestas una por encima de la otra, la inferior de las unidades auxiliares se puede mantener en su lugar en la superior de las unidades auxiliares mediante cables, mediante los cuales la inferior de las unidades auxiliares se puede bajar al suelo para su mantenimiento o sustitución.
[0065] Se pueden disponer dos unidades auxiliares una por encima de la otra o una después de la otra en un lado de la unidad principal, y dos unidades auxiliares se pueden disponer una por encima de la otra o una después de la otra en un lado opuesto de la unidad principal.
[0066] El componente operativo puede comprender un conector eléctrico configurado para la conexión eléctrica con el generador. Este conector eléctrico se puede conectar a través de la interfaz entre la unidad principal y la unidad auxiliar. En particular, esta interfaz se puede operar desde el espacio principal en la unidad principal, y permitir por ello la conexión o interrupción de la conexión sin entrar en la unidad auxiliar. Alternativamente, esta interfaz se puede operar desde un espacio auxiliar en la unidad auxiliar, y permitir por ello la conexión o interrupción de la conexión sin entrar en la unidad principal.
[0067] La unidad principal se puede configurar en particular para aislamiento del conjunto de soporte de rotor, separada físicamente del componente operativo. El aislamiento puede ser, por ejemplo, hermético, es decir, aislamiento impermeable al aire, o aislamiento ignífugo o impermeable al agua, impidiendo la propagación del fuego o el agua. La unidad auxiliar también se puede configurar para aislamiento del transformador y el convertidor del conjunto de soporte de rotor. De nuevo, este puede ser un aislamiento hermético, o aislamiento ignífugo o aislamiento impermeable al agua.
[0068] En una realización, la unidad principal y las unidades auxiliares se unen en una interfaz formando un hueco que permite el paso del aire, por ejemplo, desde debajo de la góndola hasta por encima de la góndola, a través del hueco. Tal hueco puede aumentar la convección térmica y, de este modo, el enfriamiento del espacio en el interior de las unidades principal y auxiliar.
[0069] La primera estructura de suspensión puede extenderse a través del hueco a través de aberturas en las paredes tanto de la unidad principal como de la auxiliar, y el espacio entre las aberturas y la primera estructura de suspensión se podría sellar mediante una junta, por ejemplo, de caucho resiliente u otro material flexible, asegurando que la carga del componente operativo no se transfiera a las paredes de la unidad principal o auxiliar. Una junta también se puede disponer donde las vías de acceso, por ejemplo, puertas o pasos para cables o barras colectoras, se extiendan a través del hueco. La junta puede estar diseñada para resistir una presión que supere la presión de escape sobre la que actúan otras estructuras de liberación de presión, por ejemplo, dichos paneles de escape, etc.
[0070] En una realización, se dispone un material amortiguador de vibraciones entre la unidad principal y la unidad auxiliar. Se puede usar caucho o material de espuma, o un material con un efecto de deformación elástica y amortiguación de vibraciones, similar. El material amortiguador se puede comprimir, en particular, entre la unidad principal y la unidad auxiliar, y se puede disponer, en particular, donde la unidad principal y la unidad auxiliar se fijen mediante clavos, remaches, pernos o cualquier fijación mecánica similar.
[0071] En una realización, la unidad principal es más ancha que la unidad o unidades auxiliares. Que la unidad principal sea “más ancha” significa que su dimensión en un plano horizontal y perpendicular al eje de rotación es mayor que la misma dimensión de la unidad o unidades auxiliares. La unidad principal puede ser particularmente más ancha que un contenedor de carga, que sigue las especificaciones dimensionales y estructurales de la norma ISO 668:2013 para contenedores de carga de la serie 1, mientras que la unidad o unidades auxiliares pueden tener el mismo tamaño o ser menores que lo que se especifica para esos contenedores de carga de la serie 1 de la norma ISO 668:2013.
[0072] La góndola puede comprender una estructura de grúa fijada a la unidad principal y configurada para izar la unidad auxiliar en una dirección vertical desde el suelo hasta una posición donde la estructura de fijación de unidad pueda conectar la unidad auxiliar a la unidad principal. Esto significa que la estructura de grúa está configurada para izar la unidad auxiliar verticalmente sin tener que moverla en otras direcciones. Este procedimiento de izado es particularmente adecuado en combinación con las estructuras de fijación de unidad, que comprenden ganchos giratorios o deslizables que facilitan la fijación sin necesidad de movimiento relativo entre las unidades principal y auxiliar en otras direcciones distintas a la vertical.
[0073] La grúa, por ejemplo, puede incluir una estructura de viga en voladizo móvil entre una configuración suspendida y una retraída. En la configuración suspendida, la estructura de viga en voladizo forma al menos uno y, opcionalmente, varios voladizos que se proyectan hacia fuera, configurados para soportar una unidad auxiliar, y utilizables para izar una unidad auxiliar hacia y lejos de la unidad principal. La estructura de viga en voladizo que se proyecta hacia fuera se puede fijar, en particular, en una parte de techo de la unidad principal.
[0074] En una realización, el conjunto de conversión de potencia está configurado para convertir la energía eléctrica del generador en formas de energía almacenadas químicamente, por ejemplo, en hidrógeno, amoníaco o metanol. Por lo tanto, el componente operativo puede estar constituido por una pila de celdas de electrólisis, o una batería, etc. Tales componentes se pueden alojar adecuadamente en una unidad auxiliar y, ventajosamente, se pueden soportar directamente por la unidad principal, dado que son componentes relativamente pesados.
[0075] En un segundo aspecto, la descripción proporciona un método de ensamblaje de un aerogenerador. Según este método, la unidad principal se puede transportar al lugar donde se erige el aerogenerador. La unidad auxiliar, por ejemplo, se puede preparar por un suministrador del componente operativo y recibir en el emplazamiento de montaje del aerogenerador, incluyendo el componente operativo, y el componente operativo se fija a la unidad principal mientras que está contenido en la unidad auxiliar.
[0076] En particular, el método puede comprender la fijación del componente operativo directamente a un bastidor principal que forma parte de la trayectoria de carga desde el rotor hasta la torre de aerogenerador.
[0077] Durante una fase inicial del montaje, el componente operativo se podría soportar por la unidad auxiliar. Durante la instalación, el componente operativo, mientras que se soporta en la unidad auxiliar, se eleva a la posición donde la unidad auxiliar se puede fijar a la unidad principal. En la presente memoria, esa posición se denomina “posición de ensamblaje”. Cuando se alcanza la posición de ensamblaje, la carga del componente operativo se mueve desde la unidad auxiliar hasta la unidad principal, y en particular hasta el bastidor principal en la unidad principal.
[0078] En una realización, la carga se transfiere desde la segunda estructura de suspensión hasta la primera estructura de suspensión mientras que se mueve la unidad auxiliar hacia la posición de ensamblaje, en donde la estructura de fijación de unidad conecta la unidad auxiliar a la unidad principal.
[0079] En un tercer aspecto, la descripción proporciona un método de servicio de un aerogenerador según el primer aspecto. Según este método, el componente operativo se separa de la unidad principal mientras que está contenido en la unidad auxiliar y se baja al suelo en la unidad auxiliar para su mantenimiento o sustitución en el suelo.
[0080] La unidad principal y la unidad auxiliar se pueden clasificar como dos categorías de seguridad diferentes, con diferentes normativas con relación a incendios, escape de sustancias tóxicas, temperatura o electricidad.
[0081] En aspectos adicionales, la descripción proporciona una góndola de aerogenerador configurada para su montaje en una torre de aerogenerador, la góndola que comprende:
[0082] - una unidad principal dispuesta para ser conectada a la torre de aerogenerador y que aloja el conjunto de soporte de rotor, y
[0083] - al menos una unidad auxiliar.
[0084] En este aspecto, la unidad principal y la unidad auxiliar son unidades separadas configuradas para ser conectadas mediante una estructura de fijación de unidad a una interfaz, y la unidad principal comprende una estructura de grúa fijada a la unidad principal y configurada para izar la unidad auxiliar en una dirección vertical desde el suelo hasta una posición donde la estructura de fijación de unidad pueda conectar la unidad auxiliar a la unidad principal. En particular, la estructura de fijación de unidad puede comprender una estructura de soporte móvil, por ejemplo, en forma del gancho pivotante o deslizable descrito en la presente memoria.
[0085] Lista de dibujos
[0086] A continuación, se describirán con más detalle realizaciones de la descripción, con referencia a los dibujos en los que:
[0087] las Figs.1a y 1b ilustran aerogeneradores;
[0088] la Fig.2 ilustra la góndola del aerogenerador;
[0089] la Fig.3 ilustra una vista en perspectiva de la góndola de la Fig.2;
[0090] la Fig.4 ilustra la góndola de la Fig.3, pero vista desde arriba;
[0091] la Fig. 5 ilustra una realización donde las unidades auxiliares del lado izquierdo y derecho contienen componentes idénticos;
[0092] la Fig.6 ilustra una realización donde dos unidades auxiliares 61, 62 están situadas una por encima de la otra; la Fig.7 ilustra esquemáticamente los detalles de la interfaz;
[0093] la Fig.8 ilustra la unidad principal y la unidad auxiliar de la Fig.7, después de que la unidad auxiliar se haya fijado a la unidad principal;
[0094] la Fig.9 ilustra una realización donde la primera estructura de suspensión está constituida por pasadores de fijación con forma de perno;
[0095] las Figs.10, 11 ilustran con más detalle otra realización de la primera y segunda estructuras de suspensión; las Figs.12-15 ilustran 4 realizaciones diferentes de interfaces entre la unidad principal y la unidad auxiliar;
[0096] las Figs. 16-18 ilustran una realización donde la unidad principal y las unidades auxiliares están ensambladas mediante una estructura de bisagra;
[0097] las Figs.19 y 20 ilustran detalles adicionales de un gancho para fijar la unidad auxiliar a la unidad principal;
[0098] la Fig.21 ilustra el gancho en una posición abierta, donde la unidad auxiliar es libre de ser bajada hasta el suelo; la Fig.22 ilustra una sección transversal con dos orificios de pernos para la fijación de la unidad auxiliar a la unidad principal;
[0099] las Figs.23, 24, 25 ilustran una realización donde el gancho está configurado para deslizarse; y
[0100] las Figs.26-28 ilustran realizaciones de grúas en la unidad principal para izar las unidades auxiliares.
[0101] Descripción de las realizaciones
[0102] La descripción detallada y los ejemplos específicos, si bien indican realizaciones, se dan solamente a modo de ilustración, dado que diversos cambios y modificaciones dentro del alcance de esta descripción llegarán a ser evidentes para los expertos en la técnica a partir de esta descripción detallada.
[0103] Las Figs.1a y 1b ilustran aerogeneradores 1 con una góndola 2 montada en una torre 3. Un buje 4, que soporta tres palas de rotor 5, forma un rotor y está soportado por un conjunto de soporte de rotor en la góndola 2. Típicamente, el conjunto de soporte de rotor comprende un eje de rotor que conecta una disposición de engranajes y un generador al buje. No obstante, no siempre se requiere un engranaje, dado que el generador se podría accionar directamente por el eje. La Fig.1b ilustra un aerogenerador de accionamiento directo con el generador 6 situado en el exterior de la góndola.
[0104] La Fig. 2 ilustra que la góndola comprende una unidad principal 20 y dos unidades auxiliares 21, 22. En la parte superior de la góndola se dispone un área de enfriamiento 23. El área de enfriamiento está formada por un intercambiador de calor que puede formar parte de la unidad principal y/o de cualquiera de las unidades auxiliares. La unidad principal 20 está montada en la torre 3 a través de una disposición de guiñada (no mostrada), permitiendo que la góndola 2 gire con el fin de dirigir el rotor hacia el viento.
[0105] La Fig. 3 ilustra una vista en perspectiva de la góndola 2 de la Fig. 2. En la Fig. 3, las paredes exteriores de la góndola 2 son transparentes (por el bien de la explicación), revelando por ello las piezas interiores de la góndola 2 y los componentes del aerogenerador acomodados en la misma. La unidad principal 20 acomoda una unidad de cojinete principal 31 que soporta un eje principal para la rotación en la misma, una disposición de engranajes 32 y un generador 33, dispuestos secuencialmente detrás del buje 4, a lo largo de una dirección definida por el eje de rotación del buje 4. Los componentes en la unidad principal forman parte principalmente del tren de transmisión. La unidad auxiliar 22 acomoda una unidad de transformador 34 y una unidad de convertidor 35, que constituyen en la presente memoria dos componentes operativos diferentes, que están acomodados en la unidad auxiliar, pero soportados por la unidad principal. En realizaciones alternativas, el componente operativo podría ser una pila de celdas de electrólisis o una batería.
[0106] Cada unidad auxiliar 21, 22 está montada a lo largo de un lateral de la unidad principal 20 mediante una estructura de fijación de unidad. En la realización descrita, están montadas de tal manera que una unidad auxiliar 21 esté montada a lo largo del lado derecho de la unidad principal 20 y la otra unidad auxiliar 22 esté montada a lo largo del lado izquierdo de la unidad principal 20, según se ve en una dirección a lo largo del eje de rotación del buje 4, desde el buje 4 hacia la pared trasera de la unidad principal 20.
[0107] La unidad principal y las unidades auxiliares son unidades cerradas y, opcionalmente, sellables, de manera que un compartimento esté formado por la unidad auxiliar, definiendo un espacio auxiliar, y otro compartimento esté formado por la unidad principal, definiendo un espacio principal. Esto permite que el tren de transmisión esté aislado del convertidor y el transformador. Los dos compartimentos pueden estar unidos por las aberturas 36 cooperantes, permitiendo que personal y equipos entren desde el espacio principal en la unidad principal hacia el espacio auxiliar en la unidad auxiliar. Las aberturas 36 se pueden sellar, y por ello impedir que el fuego, etc., se propague desde una de la unidad principal y auxiliar hasta la otra de la unidad principal y auxiliar.
[0108] La Fig.4 ilustra una góndola vista desde arriba.
[0109] La Fig. 5 ilustra una realización donde las unidades auxiliares del lado izquierdo y derecho contienen al menos un componente idéntico, estableciendo un equilibrio de peso y una doble función. La doble función significa que el aerogenerador comprende dos componentes que funcionan de manera similar, uno contenido en cada una de las unidades auxiliares. Los componentes pueden ser idénticos en su naturaleza y especificaciones. En caso de fallo de un componente de una unidad, el aerogenerador puede continuar su operación a potencia reducida mientras que se sustituye el componente operativo en la otra unidad auxiliar.
[0110] Las Figs.4 y 5 ilustran un sistema de transporte que comprende un riel 42 que se extiende desde la unidad principal hacia la unidad auxiliar y que permite una fácil manipulación de piezas de repuesto, etc.
[0111] En las Figs. 2-5, las unidades auxiliares están constituidas por elementos que generalmente tienen la forma y el tamaño de contenedores de carga estandarizados, tales como contenedores de carga de 12,192 metros (40 pies), que tienen dimensiones y especificaciones estructurales que se proporcionan por la norma ISO 668:2013 para contenedores de carga de la serie 1. Las unidades auxiliares se fijan a la unidad principal mediante la estructura de elevación de esquina de la norma ISO, típicamente moldeada en acero, y que constituye una interfaz particularmente resistente con el contenedor.
[0112] La Fig.6 ilustra una realización donde dos unidades auxiliares 61, 62 están situadas una encima de la otra. En esta realización, la unidad auxiliar superior 61 está constituida por una unidad que tiene el tamaño y la forma de un contenedor de carga de 12,192 metros (40 pies), y la unidad auxiliar inferior 62 está constituida por una unidad que tiene el tamaño y la forma de un contenedor de carga de 6,096 metros (20 pies). Ambos contenedores tienen las especificaciones de dimensión y estructurales que se proporcionan por la norma ISO 668:2013, y las unidades auxiliares se fijan entre sí principalmente mediante las disposiciones de elevación de esquina del contenedor de 6,096 metros (20 pies) y, en parte, mediante la disposición de elevación de esquina del contenedor de 12,192 metros (40 pies). Alternativamente, ambas unidades auxiliares tienen la misma longitud.
[0113] La Fig. 7 ilustra esquemáticamente los detalles de la interfaz. La interfaz une la unidad auxiliar 71 y la unidad principal 72 de una manera liberable, y permite que la unidad auxiliar se fije a la unidad principal después del transporte al emplazamiento de instalación o se sustituya, por ejemplo, durante el mantenimiento. En la realización descrita, la unidad auxiliar 71 se fija a la unidad principal 72 independientemente de cualquier otra unidad, y la estructura de fijación de unidad está constituida por un surco o pista 73 hacia dentro en la unidad principal. La pista 73 se ilustra con una línea de puntos y define un rebaje en la superficie exterior 75. La pista tiene un perfil en forma de C en sección transversal horizontal; es decir, cuando se ve desde arriba, la pista está configurada para recibir el saliente 74 proporcionado en la unidad auxiliar, y, en particular, puede recibir el saliente 74 a través de un procedimiento en el que la unidad auxiliar 71 se baja a lo largo de la superficie exterior 75 de la unidad principal 72. Esto se ilustra mediante la flecha 76. Este procedimiento permite una sustitución fácil de una unidad auxiliar y el componente operativo acomodado en la misma, sin la separación de la otra unidad auxiliar ni del componente operativo acomodado en la misma.
[0114] La unidad principal puede formar una trayectoria de carga desde el componente operativo, que está alojado en la unidad auxiliar, hasta la torre, por ejemplo, a través del bastidor principal. En particular, esta trayectoria de carga puede ser diferente de la trayectoria de carga desde la unidad auxiliar hasta la torre. A continuación, se explica esto con relación a diferentes realizaciones.
[0115] La unidad auxiliar 71 acomoda un convertidor 77, que se fija a la unidad auxiliar mediante la segunda estructura de suspensión, constituida por los pasadores de fijación 78 con forma de perno.
[0116] La unidad principal tiene un soporte de refuerzo 79 fijado a la pared exterior y configurado para recibir el peso del convertidor 77 cuando la unidad auxiliar se recibe y se fija en la unidad principal.
[0117] La Fig.8 ilustra la unidad principal y la unidad auxiliar de la Fig.7, después de que la unidad auxiliar se haya fijado a la unidad principal. En este estado, los pasadores de fijación 78 con forma de perno se extienden lateralmente hacia la izquierda y, por ello, se enganchan al rasgo de soporte de refuerzo 79. El soporte se puede conectar a un bastidor rígido en la unidad principal, por ejemplo, soportado por el bastidor principal, para dirigir por ello las cargas del componente operativo directamente hacia la torre a través del bastidor principal.
[0118] Los pasadores de fijación en forma de perno constituyen ahora la primera estructura de suspensión mediante la cual el convertidor se soporta directamente por la unidad principal. La primera estructura de suspensión forma parte de una trayectoria de carga desde el componente operativo hasta la torre, y la interfaz entre la unidad principal y la unidad auxiliar forma parte de otra trayectoria de carga desde la unidad auxiliar hasta la torre.
[0119] En la realización ilustrada en las Figs.7-8, la primera y segunda estructuras de suspensión están constituidas ambas por el mismo conjunto de pernos que se extienden desde el convertidor y hasta una o ambas de o bien la unidad auxiliar o bien la unidad principal.
[0120] La Fig.9 ilustra una realización donde la primera estructura de suspensión está constituida por pasadores de fijación en forma de perno y la segunda estructura de suspensión está constituida por patas de soporte 91 entre la parte inferior del convertidor y la parte inferior de la unidad auxiliar.
[0121] La Fig. 10 ilustra con más detalle otra realización de la primera y segunda estructuras de suspensión. En esta realización, la unidad principal 101 y la unidad auxiliar 102 están unidas mediante la estructura de fijación de unidad, constituida por los puntos de elevación de esquina 103 del contenedor que constituye la unidad auxiliar 102.
[0122] El transformador 104 se soporta mediante la primera estructura de suspensión, aquí en forma de un bastidor de soporte 105 que reposa sobre la parte inferior de la unidad auxiliar 102 y está suspendido directamente en el bastidor principal 106 en el interior de la unidad principal 101. El bastidor principal por ello forma parte de la trayectoria de carga para el componente operativo hasta la torre.
[0123] Al menos el 50 por ciento del peso del transformador 104 se soporta, por ello, por la unidad principal 101, y el peso restante se soporta por la unidad auxiliar 102, que, de nuevo, se soporta por la unidad principal 101. Esa parte restante del peso no se soporta, por ello, directamente por la unidad principal 101.
[0124] La Fig.11 ilustra una realización comparable a la realización de la Fig.10, pero donde la estructura de suspensión 105 comprende el bastidor de soporte 105 suspendido a través de una estructura de soporte que comprende soportes inferiores 1101 y soportes superiores 1102, que se coloca sobre el bastidor principal 106 en el interior de la unidad principal 101. El bastidor principal, por ello, forma una trayectoria de carga para el componente operativo en la torre.
[0125] Las Figs. 12-15 ilustran cuatro realizaciones diferentes de la estructura de fijación de unidad, que forma las interfaces entre la unidad principal y la unidad auxiliar. En cada una de estas cuatro ilustraciones, la unidad principal 121 y la unidad auxiliar 122 están conectadas mediante estructuras de cooperación que forman la estructura de fijación de unidad, y que se describen con más detalle a continuación.
[0126] En la Fig.12, las estructuras de cooperación están constituidas por soportes 123 mediante los cuales las unidades principal y auxiliar se unen mediante pernos.
[0127] En la Fig.13, las estructuras de cooperación están constituidas por un soporte inferior 123 como el usado en la Fig. 12. En el borde superior, la unidad principal y la unidad auxiliar están ensambladas mediante un gancho 131 unido pivotantemente a la unidad principal en el punto de articulación 132. El gancho puede girar como se indica por la flecha 133 y engancha el soporte de borde 134 de la unidad auxiliar cuando está en la posición ilustrada. Cuando se retira el soporte inferior 123 y se gira el gancho 131 hacia la unidad principal, la unidad auxiliar se puede bajar al suelo.
[0128] La realización de la Fig. 14 es comparable a la realización de la Fig. 13, pero en la que el soporte inferior se sustituye por un soporte superior 141 y el gancho se coloca en un borde inferior.
[0129] En la Fig. 15, se usan un soporte inferior y uno superior para atornillar la unidad auxiliar a la unidad principal, y un soporte deslizante 151 soporta la superficie inferior de la unidad auxiliar mientras que se fijan los pernos. Si se desea bajar la unidad auxiliar al suelo, por ejemplo, para la sustitución o el mantenimiento del componente operativo, el soporte deslizante se puede deslizar hacia la izquierda y la unidad auxiliar se puede bajar, por ejemplo, mediante el uso de una grúa integrada en la unidad principal.
[0130] En cualquiera de las realizaciones mostradas en las Figs. 12-15, los soportes o ganchos dirigen la carga desde la unidad auxiliar hasta una parte rígida de la unidad principal, por ejemplo, hacia una columna de soporte de carga, por ejemplo, una columna de esquina de la unidad principal. Diversos rasgos estructurales pueden conectar los soportes o ganchos que soportan la unidad auxiliar directamente al bastidor principal en la unidad principal para establecer por ello una trayectoria de carga hacia la torre.
[0131] Además de la estructura de fijación de unidad de gancho y soporte ilustrada en las Figs. 12-15, una primera estructura de suspensión (no mostrada) conecta un componente operativo (no mostrado) directamente al bastidor principal en el interior de la unidad principal.
[0132] Las Figs. 16-18 ilustran una realización de la estructura de fijación de unidad, donde la unidad principal y las unidades auxiliares se ensamblan mediante una estructura de bisagra que comprende los elementos de bisagra 163, 164, 165 con un orificio para recibir un pasador de bisagra 166 que se extiende a través de los elementos de bisagra. La Fig.16 muestra además que la interfaz forma un hueco 167 que permite el paso del aire, por ejemplo, desde debajo de la góndola hasta encima de la góndola, a través del hueco. El espacio se mantiene abierto en la parte inferior mediante el elemento de distancia 168, que podría estar constituido por una serie de pasadores o una estructura abierta que permite el paso del aire entre las unidades.
[0133] Tal hueco puede aumentar la convección térmica y, de este modo, el enfriamiento del espacio en el interior de las unidades principal y auxiliar. El hueco no se limita a la realización con la estructura de bisagra, sino que se podría combinar con cualquier otro método de ensamblaje. La primera estructura de suspensión puede extenderse a través del hueco.
[0134] Las Figs. 17 y 18 ilustran los elementos de bisagra 163, 164, 165 y el pasador de bisagra 166. En la Fig. 17, los elementos de bisagra están colocados correctamente unos con relación a otros, de manera que el pasador de bisagra se pueda deslizar hacia los elementos de bisagra. En la Fig.18, el pasador de bisagra se inserta a través de los orificios de los elementos de bisagra.
[0135] Las Figs. 19a, 19b y 19c ilustran detalles adicionales de la estructura de fijación de unidad en forma de un gancho para fijar la unidad auxiliar 191 a la unidad principal 192. El gancho 193 está suspendido rotatoriamente en la bisagra 194 de la unidad principal. El gancho puede girar a través de la abertura 195 de la unidad auxiliar y atrapar un rebaje o borde 196 en la unidad auxiliar.
[0136] El gancho también se podría fijar en la unidad auxiliar y atrapar un hueco o borde de la unidad principal, en cuyo caso se puede fijar a la inversa, es decir, como se ilustra en la Fig.20. La posición del gancho se puede controlar mediante un actuador.
[0137] La Fig.21 ilustra el gancho en una posición abierta, donde la unidad auxiliar es libre de ser bajada al suelo.
[0138] La Fig. 22 ilustra una sección transversal donde se pueden ver dos orificios de pernos 221. Los orificios de pernos facilitan la fijación de la unidad auxiliar en la unidad principal mediante el uso de pernos para una fijación sólida. En esta realización, el gancho es principalmente para colocar la unidad auxiliar a la altura correcta con relación a la unidad principal, y los pernos son para unir las unidades.
[0139] En las Figs. 19, 21 y 22, el gancho se soporta preferiblemente por el bastidor principal de la unidad principal, por ejemplo, a través de columnas o postes de soporte dispuestos a lo largo de la superficie interior de la unidad principal. En la Fig.19, la columna 197 se extiende a lo largo de la superficie interior de la unidad principal y soporta el gancho en el marco principal, en la parte inferior de la unidad principal.
[0140] En la Fig.20, donde el gancho forma parte de la unidad auxiliar, el borde de la unidad principal donde se engancha el gancho, se puede soportar preferiblemente por el marco principal en la unidad principal. De nuevo, esto podría ser a través de postes o columnas dispuestos a lo largo de la superficie interior de la unidad principal.
[0141] El gancho se podría mover entre la posición abierta (Fig. 21) y la posición cerrada (Figs. 19, 20, 22) mediante medios accionados por electricidad, por ejemplo, incluyendo un actuador accionado hidráulicamente.
[0142] Las Figs.23, 24, 25 ilustran una realización en la que el gancho no está suspendido rotatoriamente, sino suspendido deslizantemente. La función es similar a la de la realización de las Figs. 19-22. En las Figs. 23 y 24, una vista en sección transversal ilustra un orificio de perno 231 que se puede usar para la fijación sólida y atornillada de la unidad auxiliar en la unidad principal. El gancho de la Fig.23 está fijado a la unidad principal y el gancho de la Fig.24 está fijado a la unidad auxiliar.
[0143] En la Fig.25a, el gancho 251 se desliza hacia la izquierda, desenganchando por ello el borde de la unidad auxiliar y permitiendo que la unidad auxiliar se baje al suelo. En la Fig. 25b, el gancho 251 se desliza hacia la derecha, enganchando por ello el borde de la unidad auxiliar y manteniendo las dos unidades fijadas entre sí. El gancho se puede deslizar mediante medios accionados por electricidad, por ejemplo, mediante un actuador hidráulico.
[0144] En la descripción anterior, las Figs. 19-25 se explican como partes de la estructura de fijación de unidad para la fijación de la unidad auxiliar a la unidad principal. Estructuras similares pueden constituir la primera estructura de suspensión, mediante la cual el componente operativo se fija de manera liberable a la unidad principal. Estructuras similares también pueden constituir la segunda estructura de suspensión, mediante la cual el componente operativo se fija de manera liberable a la unidad auxiliar, y estructuras similares pueden constituir la tercera estructura de fijación, mediante la cual dos unidades auxiliares se fijan entre sí.
[0145] La Fig.26 ilustra el izado de una unidad auxiliar arriba o abajo durante el mantenimiento o la sustitución. La unidad auxiliar se iza mediante el uso de una grúa 261 que forma parte de la unidad principal. El movimiento es esencialmente solamente en el plano vertical, ilustrado mediante la flecha 263, y la fijación de la unidad auxiliar a la unidad principal se puede facilitar mediante una estructura de fijación de unidad, como se describió anteriormente, que incluye rasgos de fijación móviles tales como ganchos articulados o deslizables, etc.
[0146] La Fig.27 ilustra la grúa interna 261 en una vista ampliada. La grúa está fijada a una parte de techo de la unidad principal y, mediante su ubicación, puede izar la unidad auxiliar en una dirección vertical hasta una posición donde dichas estructuras de fijación de unidad pueden formar un enganche entre las unidades principal y auxiliar. Este procedimiento puede no requerir movimiento en otras direcciones distintas a la dirección vertical y, por lo tanto, facilita un procedimiento de ensamblaje sencillo con menor necesidad de asistencia externa de la grúa. Para el ajuste en un plano horizontal, la grúa 261 puede tener la opción de moverse horizontalmente, por ejemplo, como se ilustra mediante la flecha 262.
[0147] La Fig. 28 ilustra esquemáticamente otra estructura de grúa con una viga en voladizo doble 281 en el techo de la unidad principal 282. La viga en voladizo 281 puede extenderse lateralmente en la sección telescópica 283. Esta viga facilita la elevación y la conexión de la unidad auxiliar 284 a la unidad principal 282. Aunque las estructuras de fijación de unidad descritas en la presente memoria, incluyendo ganchos pivotantes o deslizables, generalmente facilitan la fijación de la unidad auxiliar izando solamente en la dirección vertical, el movimiento de entrada y salida facilita el ajuste preciso de la distancia horizontal entre la unidad principal y la unidad auxiliar.
[0148] Definiciones
[0149] En la presente memoria, el término “góndola” significa el término generalmente aceptado que describe el alojamiento de la máquina de un aerogenerador, es decir, aquella parte que soporta el rotor y el tren de transmisión, y que se soporta por la torre de aerogenerador.
[0150] Los términos “unidad principal” y “unidad auxiliar” se refieren en la presente memoria a unidades que se pueden transportar por separado y que se pueden ensamblar con una o más de otras unidades para formar la góndola. En la presente memoria, el término “conjunto de soporte de rotor” se refiere a aquellas partes de la góndola que soporta el rotor, típicamente un tren de potencia, un cojinete principal y un bastidor principal. El tren de transmisión puede incluir diferentes componentes dependiendo del tipo de aerogenerador, por ejemplo, un eje de rotor, el generador y, opcionalmente, una caja de engranajes entre el eje de rotor y el generador.

Claims (14)

1. REIVINDICACIONES
1. Una góndola de aerogenerador (2) configurada para su montaje en una torre de aerogenerador (3) y que aloja un conjunto de soporte de rotor que soporta un rotor, la góndola que aloja además un conjunto de conversión de potencia, la góndola que comprende:
- una unidad principal (20, 72, 101, 121, 192) dispuesta para ser conectada a la torre de aerogenerador (3) y que aloja el conjunto de soporte de rotor, y
- al menos una unidad auxiliar (21, 22, 61, 62, 71, 102, 122, 191) que aloja un componente operativo (34, 35, 77, 104) que forma parte del conjunto de conversión de potencia,
en donde:
- la unidad principal (20, 72, 101, 121, 192) y la unidad auxiliar (21, 22, 61, 62, 71, 102, 122, 191) son unidades separadas configuradas para ser conectadas mediante una estructura de fijación de unidad a una interfaz, y - el componente operativo (34, 35, 77, 104) está suspendido directamente en la unidad principal (20, 72, 101, 121, 192),
en donde dicha góndola comprende además una primera estructura de suspensión que suspende el componente operativo (34, 35, 77, 104) directamente en un bastidor principal (106) en la unidad principal (20, 72, 101, 121, 192), el bastidor principal que forma parte de una trayectoria de carga desde el rotor hasta la torre de aerogenerador, caracterizada por que el componente operativo (34, 35, 77, 104) es una pila de celdas de electrólisis, un transformador o un convertidor.
2. La góndola según la reivindicación 1, que comprende una segunda estructura de suspensión (78, 91) para la suspensión del componente operativo (34, 35, 77, 104) en la unidad auxiliar (21, 22, 61, 62, 71, 102, 122, 191).
3. La góndola según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en donde la estructura de fijación de unidad está configurada para fijar la unidad auxiliar a la unidad principal en la posición de ensamblaje de la unidad auxiliar con relación a la unidad principal, y en donde la primera estructura de suspensión está configurada para asumir la suspensión del componente operativo desde la segunda estructura de suspensión hasta el movimiento de la unidad auxiliar a la posición de ensamblaje.
4. La góndola según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en donde la primera estructura de suspensión comprende al menos un soporte conectado a los componentes operativos y al bastidor principal (106).
5. La góndola según la reivindicación 4, en donde cada soporte se extiende a través de una abertura de pared correspondiente en una pared exterior de al menos una de la unidad principal y la unidad auxiliar.
6. La góndola según la reivindicación 5, en donde cada abertura de pared tiene un tamaño que supera una dimensión en sección transversal del soporte correspondiente para definir un hueco entre un borde alrededor de la abertura de pared y el soporte.
7. La góndola según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en donde la primera estructura de suspensión (78) está configurada para la suspensión liberable del componente operativo (34, 35, 77, 104) al bastidor principal.
8. La góndola según cualquiera de las reivindicaciones 2-7, en donde la segunda estructura de suspensión (78, 91) está configurada para la suspensión liberable del componente operativo (34, 35, 77, 104) en la unidad auxiliar (21, 22, 61, 62, 71, 102, 122, 191).
9. La góndola según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en donde la unidad principal (20, 72, 101, 121, 192) y la unidad auxiliar (21, 22, 61, 62, 71, 102, 122, 191) están dispuestas una al lado de la otra en una dirección alejada de un eje de rotación definido por el conjunto de soporte de rotor.
10. Un método de ensamblaje de un aerogenerador con una góndola según cualquiera de las reivindicaciones 1-9, en donde:
- la unidad principal (20, 72, 101, 121, 192) se recibe en un emplazamiento de montaje del aerogenerador, incluyendo el componente operativo (34, 35, 77, 104),
- la unidad auxiliar (21, 22, 61, 62, 71, 102, 122, 191) se fija a la unidad principal (20, 72, 101, 121, 192);
- un bastidor principal en la unidad principal forma parte de una trayectoria de carga desde el rotor hasta la torre de aerogenerador, y el componente operativo (34, 35, 77, 104) está fijado directamente al bastidor principal en la unidad principal (20, 72, 101, 121, 192) mientras está contenido en la unidad auxiliar (21, 22, 61, 62, 71, 102, 122, 191).
11. El método según la reivindicación 10, en donde el componente operativo (34, 35, 77, 104) está configurado para ser soportado por el bastidor principal a través de una primera estructura de suspensión y por la unidad auxiliar a través de una segunda estructura de suspensión.
12. El método según la reivindicación 10, que comprende transferir la carga desde la segunda estructura de suspensión a la primera estructura de suspensión mientras que se mueve la unidad auxiliar hacia una posición de ensamblaje en donde la estructura de fijación de unidad conecta la unidad auxiliar a la unidad principal.
13. El método según cualquiera de las reivindicaciones 10-12, en donde la unidad principal está fijada a la torre de aerogenerador, y la unidad auxiliar se iza a, o se baja desde, la unidad principal mediante el uso de una estructura de grúa fijada a la unidad principal.
14. Un método de mantenimiento de un aerogenerador con una góndola, según cualquiera de las reivindicaciones 1-9, en donde el componente operativo (34, 35, 77, 104) se separa de la unidad principal (20, 72, 101, 121, 192) mientras que está contenido en la unidad auxiliar (21, 22, 61, 62, 71, 102, 122, 191) y se baja al suelo en la unidad auxiliar (21, 22, 61, 62, 71, 102, 122, 191) para su mantenimiento o sustitución en tierra.
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