WO2014118411A1 - Procedimiento de instalación de torre de aerogenerador de tipo off-shore, de cimiento basado en pilas, y equipo para llevar a cabo tal procedimiento - Google Patents

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Definitions

  • the present invention relates to an installation procedure for an off-shore wind turbine tower, battery-based foundation, and equipment for carrying out such a procedure.
  • the present invention is thus framed mainly in the sector of energy generation facilities, specifically renewable energy of wind origin.
  • Gravity foundations structural concrete footings, often with pedestals. They are transported and anchored with barges and / or marine cranes. For low depths.
  • the metal tower supports by means of a transition piece generally in the form of a three-arm blade, on three vertical pile piles (hereinafter, simply piles) submerged and driven into the seabed. For medium and high depths.
  • the metal tower rests on a structure of three inclined batteries, which rest on the ground by means of driven piles or another similar system.
  • the tower can be centered with respect to the tripod batteries or placed on one of them. For medium and high depths.
  • Lattice the metal tower supports by means of a lattice structure with four batteries. For medium and high depths.
  • Suction bucket based on the drilling of watertight buckets in the seabed and the consequent use of the pressure differences generated. For low depths.
  • gravity foundations are mostly formed in situ using, among other means, concrete mixer ships and / or crane ships, so environmental conditions should not be very aggressive.
  • the ground must be firm so that the upper layer of the seabed is normally removed for better settlement; in that case, divers cover the ground with gravel.
  • the main disadvantage of installing this type of system is its high cost, which some study indicates is directly proportional to the square of the depth at which the park is placed. This does not apply more than at low depths.
  • the expression “dry” indicates in a non-submerged work surface, for example a spring, a dry dock or the like.
  • an off-shore tower intended to be mounted on the sea therefore using expressions such as “seabed” or “sea”, without thereby reaching of the invention is limited to such use, the invention being capable of being applied equally to off-shore towers intended to be mounted on any body of water, for example an ocean, a lake, etc.
  • wind turbine means refers to part or all of the components of a wind turbine tower intended directly for the collection of wind energy and / or the transformation of wind energy into electrical energy and / or the transportation of electric power, such as the engine or its parts, the rotor or its parts, the blades or its parts, etc.
  • An object of the present invention is thus to provide an installation procedure for an off-shore type wind turbine tower, based on batteries, which is simple and economical, and still allows a high installation rate.
  • the invention relates to an installation procedure for an off-shore type wind turbine tower with a battery-based foundation, the equipment comprising carrying out such a procedure comprising a tower shaft, at least three batteries, braces ( preferably flexible, for example in the form of steel tendons), a platform intended to support said shaft and support in turn on said batteries, and flotation means, said batteries being applied to said platform in such a way that said batteries are essentially vertical and each of said piles can be displaced axially, that is, in a direction parallel to the longitudinal axis of the stack itself, with respect to said platform.
  • braces preferably flexible, for example in the form of steel tendons
  • a platform intended to support said shaft and support in turn on said batteries
  • flotation means said batteries being applied to said platform in such a way that said batteries are essentially vertical and each of said piles can be displaced axially, that is, in a direction parallel to the longitudinal axis of the stack itself, with respect to said platform.
  • Each of said batteries includes an upper area intended to be level with said platform in the installed condition of the tower, preferably above the maximum wave level applicable in the installed condition of the tower, and a lower area intended to receive at least two of said braces and located below said upper zone and above the expected level of the seabed in the installed condition of the tower.
  • the upper area of each stack may be located in correspondence substantially with the upper end of the corresponding stack or, alternatively, may be located at such a height as the corresponding stack that a certain length of the corresponding stack is above the level of said platform in the installed condition.
  • the process according to the present invention comprises the following steps in any technically possible order:
  • a) provide a tower shaft, at least three stacks, braces (preferably flexible, for example in the form of tendons of steel or carbon fiber), a platform with first fastening means, and flotation means with a few second means of restraint, wherein the interaction between said first and second restraint means results in their mutual restraint;
  • each of said braces dry, anchor one end of each of said braces to the lower area of each of said piles, respectively, and anchor the other end of each of said braces to said platform, preferably in a manner such that each of sayings braces do not support substantially any tensile stress and, in the installed condition of the tower, each of said braces forms an angle with the vertical;
  • the assembly formed by said flotation means and said platform will preferably be at a depth equal to the buoyancy draft of said solo flotation means.
  • the disengagement of said first and second fastening means from one another and the removal of said flotation means from said platform can be carried out without the solicitation imposed by the fact that said floats support said surface platform.
  • the platform can be moved to a position where, in effect, the assembly formed by said flotation means and said platform is at a depth equal to the draft of buoyancy of said flotation means alone, then carry out step o).
  • this displacement of the platform is a downward displacement, for example if the method of the invention consists of the steps listed above and the steps are executed in the same order in which they are listed above.
  • the platform can be displaced by means of said drive means.
  • said offshore wind turbine tower comprises three piles, and said platform also includes three through holes in each of which are arranged and each of said three piles can be axially slid.
  • said through holes are preferably arranged at locations equidistant from each other and relative to the center of said platform, and that the tower shaft is arranged at the center of said platform.
  • Stage b) and stage e) can be carried out simultaneously, applying the batteries to the platform already in a relative position such that said platform is placed in an intermediate position between the lower zone and the upper zone of each of said batteries This can be achieved, for example, if the platform is resting on a temporary or suspended pedestal at a certain height at the time of applying the batteries to the platform.
  • step n) is carried out with means specific to the transport assembly, further reducing the need for external means of installation.
  • step n) can be carried out before step j), preferably at the factory, preferably using the means used to carry out steps b) -c), such that the need to have means of Additional installation such as external installation means or even such lifting devices is reduced, or even eliminated if step n) involves the wind turbine means as a whole, in addition to simplifying the work to be performed at the final location of the tower.
  • the flotation means must be larger since the center of gravity of the transport assembly is raised.
  • stage 1) The piles can be piles intended to be driven into the seabed to produce the foundation, in which case the consolidation of stage 1) consists in carrying out the necessary actions to complete the swelling of said piles.
  • Said stage 1) may then comprise two sub-stages:
  • Step 1), or sub-stages 11) and / or 12 can be carried out using external hammering means, as is known in the art.
  • stage 1), or stages 11) and / or 12 can be carried out by acting said actuation means of each of said piles in such a way that said platform moves upwards with respect to said piles and the weight of said platform, and therefore also the weight of said shaft resting on said platform, and optionally the weight of said floating means and the weight of the wind turbine means, cause the swelling of the piles, which would further reduce the need for external means of installation.
  • the batteries may be batteries intended to have a lower end (integral or accessory) in the form of a shoe, in which case step 1) then consists in carrying out the necessary actions to complete the embedding of said shoe on the seabed as planned.
  • Said shoe may comprise a substantially horizontal shoe body and at least one projection that emerges from the lower face of said shoe body and that has a tapered profile in a downward direction. Such projection is intended to exert opposition against horizontal displacements of the shoe once embedded in the seabed.
  • Said step 1) can be carried out by acting said actuating and / or braking means of each of said batteries in such a way that said batteries move downwards with respect to said platform and the weight of said platform, and therefore also the weight of said shaft resting on said platform, and optionally the weight of said flotation means and the weight of the wind turbine means, cause the intended embedding.
  • Said flotation means may be formed by a single flotation unit.
  • said flotation means may comprise a plurality of flotation units, in which case several flotation units of said flotation means may include third clamping means such that the interaction between said third clamping means of different flotation units produces the mutual subjection of them.
  • said flotation means may be motorized, such that the transport assembly would be a self-propelled transport assembly, further reducing the need for external installation means.
  • the present invention provides an installation solution for an off-shore type wind turbine tower, based on batteries, having desirable characteristics.
  • the shaft provided in step a) can be formed by sections of shaft, which in turn can be formed by segments.
  • the application of said shaft to said platform in the relative position of use in the installed condition of the tower, according to step c), can be carried out by pieces, that is to say, either by means of a placement process, bend by segment until the installed condition of the tower or, preferably, by means of a section by section placement process until the installed condition of the tower once said sections have been preassembled , or through a placement process that is a combination of the two processes mentioned above.
  • Said shaft can also be of telescopic self-deployment, which can facilitate step j) since the transfer could be carried out with the shaft in stowed condition, possibly even with the wind turbine means already mounted on the shaft in stowed condition. .
  • the installation solution according to the present invention is simple, since the tower base assembly (batteries, braces, platform and shaft, and optionally wind turbine means) is factory-formed, preferably dry, and in that condition it is transported to the point of installation, where it is simply self-installed until the tower is established, only occasionally with the help of external installation means for the wind turbine means if they are not included in the base set.
  • the tower base assembly batteries, braces, platform and shaft, and optionally wind turbine means
  • the installation solution according to the present invention can also be economically advantageous, because the flotation means can be reusable (that is, they can be manufactured in such a configuration that, once removed from a platform according to a procedure according to with the present invention, they can be used in a new process according to the present invention and so on until the useful life of the flotation means themselves is exhausted), and because the use of other external means of installation (including material and human means for underwater work) can be avoided or at least minimized.
  • the arrangement of the braces and the use of flotation means independent of the rest of the equipment to carry out such a procedure, which are removed from the tower during the tower installation procedure, allow to use a platform of very limited size, which means also limit the unit cost of this type of tower with platform and batteries.
  • Figure 1A is an exploded perspective view of equipment used in a first embodiment of an installation procedure according to the present invention
  • Figures IB and 1C are respectively a longitudinal sectional perspective view according to detail B of Figure 2 and a perspective view according to detail C of Figure 3
  • Figures 1D1 and 1D2 are longitudinal sectional views showing two alternative configurations of braking and control device usable in said first embodiment of an installation procedure in accordance with the present invention
  • Figure 1E is an enlarged detail of a part of Figure 1A
  • Figure 2 is a perspective view of equipment for carrying out said first embodiment of an installation procedure according to the present invention, in a stage of application of the piles to the platform,
  • Figure 3 is a perspective view of equipment for carrying out said first embodiment of an installation procedure according to the present invention, in a stage in which the piles and their actuation means are applied on the platform,
  • Figure 4 is a perspective view of equipment for carrying out said first embodiment of an installation procedure according to the present invention, in a stage of placing the platform and the piles in an intermediate relative position, showing the arrangement of a brace,
  • Figures 5A and 5B are perspective views of equipment for carrying out said first embodiment of an installation procedure according to the present invention, in a stage of application of the tower shaft to the platform,
  • Figure 6 is a perspective view of equipment for carrying out said first embodiment of an installation procedure in accordance with the present invention, in a launching stage of the base assembly,
  • Figure 7A is a partial perspective view of equipment for carrying out said first embodiment of an installation procedure according to the present invention, in the course of a process of approaching the base assembly to the flotation means within the framework of a step of securing said base assembly to said flotation means
  • Figure 7B is an elevational view of the clamping devices used in this approach process isolated from the rest of the equipment
  • Figure 8 is a perspective view of equipment for carrying out said first embodiment of an installation procedure according to the present invention, in a stage of transporting the transport assembly to the location provided for the wind turbine tower,
  • Figure 9 is a perspective view of equipment for carrying out said first embodiment of an installation procedure in accordance with the present invention, in a sub-stage of pre-inflating the piles in the seabed, after a process of descent of said piles,
  • Figures 10A and 10B are perspective views of equipment for carrying out said first embodiment of an installation procedure according to the present invention, in a step of wind turbine assembly on the shaft, and figure 10C is a perspective view according to detail C of figure 10B,
  • Figures 11A and 11B are perspective views of equipment for carrying out said first embodiment of an installation procedure according to the present invention, in a stage of actuation of the actuation means until the platform is above the height of the surrounding swell, and testing of the braces,
  • Figures 12A and 12B are respectively an elevational view and a plan view from above of a shoe for carrying out a second embodiment of an installation procedure according to the present invention
  • Figures 13A and 13B are partial elevational views of equipment for carrying out said second embodiment of an installation procedure according to the present invention, in two moments of a stage of application of the batteries to the platform,
  • Figures 14A and 14B are elevational views of equipment for carrying out said second embodiment of an installation procedure according to the present invention, in a stage of actuation of the drive means until the platform is level with the area top of each stack, and testing of the braces,
  • Figure 15 is a top plan view of alternative flotation means for use with said first and second embodiments of an installation procedure in accordance with the present invention.
  • Figure 16A is an elevation view showing an alternative for anchoring braces in a stack
  • Figure 16B is an elevation view showing another alternative for anchoring braces in a stack (top of the figure) and its projection in plan from above (lower part of the figure).
  • Figures 2-11 show different stages of a first embodiment of an installation procedure of an off-shore type wind turbine tower, based on piles, in accordance with the present invention, in order chronological.
  • Figures 1A and 1E together show equipment used in said installation procedure illustrated in Figures 2-11, and
  • Figures IB and 1C show respective details of the piles of Figure 1A.
  • Figure 1E shows a reel 46a ( «46b, 46'a, 46'b, 46" a, 46 "b) (simply identified with reference 46 throughout this description when all of them are referred to) from which a tendon 10a ( «10b, 10'a, 10'b, 10" a, 10 "b) will be extracted (simply identified with reference 10 throughout this description when all of them are referred to) of steel.
  • Said tendons 10 are intended to function as braces.
  • FIG 1A shows three hexagonal piles 20, 20 ', 20' '; three sections 30a, 30b, 30c of shaft that together will form shaft 30 of a wind turbine tower once coaxially held together; a drawer 40a with a three-arm star plant and an upper closing slab 40b that in assembled condition will form a platform 40 intended to rest on said piles 20, 20 ', 20' 'and to support said shaft 30, said platform 40 having each of the ends of its three arms a cover that includes an integral bracket 42, 42 ', 42' 'that has a vertical through hole to slidably receive a corresponding pile 20, 20', 20 '' and two through holes (of which only one 44a is referenced, only in Figure 4 for reasons of clarity) intended to receive slidably and guide two braces 10; and three drawers 50a, 50a ', 50a' 'of polygonal plan and corresponding upper slabs 50b, 50b', 50b '' of closing that in assembled condition will form three floats 50, 50 ',
  • said piles 20, 20 ', 20'', said shaft 30, said platform 40 and said floats 50, 50', 50 '' are made of concrete, by means of prefabricated concrete plates joined together in a known manner in the art, but all or part of them could be made of another material, for example metal, composite, etc., or a combination of materials, for example concrete-metal, metal-composite, concrete-metal-composite, etc.
  • said platform 40 is shaped with a star plant and houses three piles 20, 20 ', 20'', but of course it could have any desired shape, both in plan and - li elevation, provided that it allows the implementation of the procedure according to the present invention, and could be prepared to house, and effectively accommodate, more than three piles. It can also be seen that said floats 50, 50 ', 50''are compartmentalized by internal concrete walls.
  • two winches 22a, 22b, 22a ', 22b', 22a '', 22b '' are arranged at the upper end of each of said piles 20, 20 ', 20' '(simply identified with reference 22 throughout this description when all of them are referred to), from each of which hangs a steel cord (of which only one 23 is referenced, only in this figure 1C for reasons of clarity) that runs down next to the corresponding pile 20, 20 ', 20' '.
  • said piles 20, 20 ', 20' ' are mostly hollow along their entire length.
  • each of said piles 20, 20 ', 20' ' has a lower area 24, 24', 24 '' intended to receive an end of two straps and located above the expected level of the seabed once the pile in the installed condition of the tower, each of said lower areas being 24, 24 ', 24' 'solid and being provided with a respective coupler 28, 28', 28 '' for anchoring the tie rod.
  • Such anchor coupler can be of all types and is well known in the art, so it will not be explained in detail herein.
  • each of said piles 20, 20 ', 20' ' also has an upper area 26, 26', 26 '' intended to remain in this embodiment attached to the respective brackets 42, 42 ', 42' ', above the level of the surrounding waves in the installed condition of the tower.
  • each of said upper areas 26, 26 ', 26' ' is located in a position of the piles 20, 20', 20 '' such that, in the installed condition, a certain length of each pile 20, 20 ', 20' 'protrudes above each respective bracket 42, 42', 42 ''.
  • FIGs 1D1 and 1D2 show alternative configurations of a 42 of said brackets 42, 42 ', 42''of said platform 40.
  • said bracket 42 comprises a reel 48 fixedly attached to said bracket 42 and that has a cable 49 wrapped in it, one end of said cable 49 is connected to the reel 48 and the other end of said cable 49 is connected to the pile 20 at a level below the bracket itself 42.
  • the reel 48 hoists or long cable in a controlled manner, whereby it can be used as means of controlled descent of the pile in relation to the bracket and therefore in relation to the platform.
  • said bracket 42 comprises a substantially horizontal through hole 45 in which a requested pin 47 is housed towards the pile passing through that bracket 42.
  • the pin 47 exerts more or less pressure on the pile 20 in a controlled manner, whereby it can be used as means of controlled descent of the pile in relation to the bracket and therefore in relation to the platform.
  • FIG. 2 shows said platform 40 resting on the ground and said piles 20, 20 ', 20' 'vertically approaching said platform 40, in correspondence with said holes of said brackets 42, 42', 42 '', each being said piles 20, 20 ', 20' 'at a different distance to said platform 40.
  • Said piles 20, 20', 20 '' are displaced by conventional lifting means, for example a crane, not shown.
  • each of said piles 20 , 20 ', 20' ' is already applied to said platform 40, in such a way that said piles 20, 20', 20 '' are essentially vertical and each of said piles 20 , 20 ', 20' 'can be displaced axially, that is, in a direction parallel to the longitudinal axis of the pile 20, 20', 20 '', with respect to said platform 40. More specifically, each of said piles 20 , 20 ', 20' 'is applied in each of said vertical through holes of each of said integral brackets 42, 42', 42 '' and can be slid vertically therein.
  • said winches 22 are applied to said platform 40 by connecting each free end of said steel cords to said platform 40, specifically to said brackets 42, 42 ', 42' ', in such a way that the performance of said winches 22 causes the platform 40 to rise or fall with respect to said piles 20, 20', 20 ''.
  • said platform 40 has moved to the position intermediate between the lower zone 24, 24 ', 24''and the upper zone 26, 26', 26 '' of each of said piles 20, 20 ', 20'', by means of a rope picking action of the winches 22.
  • two braces 10a '', 10b 'of said braces 10 have been anchored, at one end, to said lower area 24, 24' of said piles 20, 20 ', specifically inserting each brace 10a'',10b' in a respective anchor coupler 28, 28 'of a lower zone 24, 24', and, at the other end, to said platform 40.
  • said braces 10 start from said lower zones 24, 24 ', 24'' and they pass upwardly through said through holes 44, 44 ', 44''of said brackets 42, 42', 42 '' to end in said reels 46 located on said upper slab 40b closing said platform 40.
  • Said reels 46 they can be motorized and / or include braking or retention means, in order to cooperate in the control of the useful length of said braces 10 and of their ten Zion.
  • each of said braces 10 is loose in this initial condition.
  • the braces 10 are anchored in such a way that two braces split from each lower area of a pile, each towards a reel close to each of the other two piles, so that, in the condition installed of the tower, when said braces are tense, on each imaginary surface bounded by two piles two braces are found forming a cross of San Andres (see Figure 11B).
  • Figures 5A and 5B are views representing the stage of application of the shaft 30 of the wind turbine tower to the platform 40, and more specifically of the sections 30a, 30b, 30c of shaft that together form said shaft 30 (at the time represented in these figures 5A and 5B relating to this embodiment, said braces 10 are already anchored to said piles 20, 20 ', 20' 'and said platform 40, but are not illustrated for reasons of clarity).
  • the application of the shaft 30 to the platform 40 is therefore carried out by a section-by-section placement process until the tower's installed condition.
  • each base assembly (globally referenced as 1000) comprising said platform 40, said shaft 30, said piles 20, 20 ', 20''and said braces 10 has been formed in the factory, in this embodiment in a dock 100.
  • Said dock 100 comprises a launching ramp 110 whose upper end is level with said dock 100 and whose lower end is submerged in the sea.
  • the lower end of said launching ramp 110 is submerged to a depth such that, somewhere in the launching ramp 110, the base assembly 1000, with said platform 40 in the intermediate position, is resting on the ramp 110 of launching by means of its piles 20, 20 ', 20''and said platform 40 is level with said floats 50, 50', 50 '', according to the draft of said floats 50, 50 ', 50'' In solitary.
  • Said base assembly 1000 is then lowered by the launching ramp 110 to said place of the launching ramp 110, where the step of securing the base assembly 1000 to said floats 50, 50 ', 50''will be carried out.
  • each pair of winches 22 of each of said piles 20, 20 ', 20'' will act independently so that the relative position of each of said piles 20, 20', 20 '' with respect to said platform 40 varies so that platform 40 is level at all times.
  • said base assembly 1000 is located at said location of the launching ramp 110, and two other base assemblies are shown in previous positions.
  • said floats 50, 50 ', 50'' have already been provided with lifting means 60, said lifting means 60 comprising six columns 62a, 62b, 62c, 62d, 62e, 62f of metal latticework and two beams 64a, 64b whose ends rest on upper ends of said columns 62a, 62b, 62c, 62d so that said beams 64a, 64b are parallel.
  • Said beams 64a, 64b are extensible so that they can be extended to also rest on ends. upper of said columns 62e, 62f.
  • Two beams 64a, 66b extend between said beams 64a, 64b comprising motor means for their movement along said beams 64a, 64b and respective winches 68a, 68b from each of which hangs a steel cord attached at its end free to a wind turbine 120 previously arranged on one of said floats 50, 50 ', 50''.
  • the crane assembly formed by said columns 62a, 62b, 62c, 62d, 62e, 62f, said beams 64a, 64b and said transoms 66a, 66b with their drive means and winches 68a, 68b is a set that one skilled in the art can design in a conventional manner in view of the teachings of this document, so it will not be described or illustrated in more detail.
  • each base assembly 1000 can be moved by said launching ramp 110, to the place of the launching ramp 110 in which the fastening stage of said base assembly 1000 will be carried out to said floats 50, 50 ' , fifty' ' .
  • FIG. 7A shows the approach of platform 40 to floats 50, 50', 50 '' (only floats 50, 50 '' are visible). For clarity, this figure has not represented the water, which would cover (and therefore hide) part of both the platform 40 and the floats, specifically the lower area of such structures.
  • Said platform 40 comprises a first clamping device 70a, 70a ', 70d
  • said float 50 comprises a second clamping device 70b, 70b', 70c, 70c '.
  • Said first clamping device comprises a spaced succession 70a of coaxial vertical metal cylinders joined to said platform 40 next to the upper side of said platform 40, and another spaced succession 70a 'of coaxial vertical metal cylinders joined to said platform 40 next to the lower side of said platform 40.
  • Said second clamping device comprises a spaced succession 70b of coaxial vertical metal cylinders joined to said float 50 and a pin 70c next to the side upper of said platform 40, and another spaced succession 70b 'of coaxial vertical metal cylinders joined to said float 50 and another pin 70c' next to the bottom side of said float 50.
  • the interaction between said first and second clamping means produces mutual clamping thereof.
  • FIG. 7B shows the first lateral elevation clamping device (left) and the second frontal elevation clamping device (right) isolated from the rest of the equipment.
  • a ferrule structure 70d of the first fastening device can be seen, which is embedded in said platform 40 to achieve the solidarity of said first fastening device to said platform.
  • the second clamping device may comprise a ferrule structure similar to the ferrule structure 7d of the first clamping device for the same purpose.
  • a transport assembly (globally referenced as 2000) comprising said base assembly 1000 and said floats 50, 50', 50 '', or said transport assembly 2000 is taken to deeper places in the launching ramp 110 until it reaches a depth at least equal to the buoyancy draft of said transport assembly 2000 or each pair of winches 22 of each of said piles 20, 20 ', 20''are actuated to allow said platform 40 to slide down relative to said piles 20, 20', 20 '' so that said transport assembly 2000 is sinking correspondingly in the water until at least reaching its buoyancy draft.
  • the load of said transport assembly 2000 passes from said piles 20, 20 ', 20''to said floats 50, 50', 50 '', in order to recover displacement devices on which the assembly supports
  • the transfer stage represented in Figure 8, is passed.
  • said transport assembly 2000 is taken to the location provided for the wind turbine tower.
  • said floats 50, 50 ', 50' ' can be provided with self-propelled means or can be dragged by a tugboat.
  • Figure 9 shows said transport assembly 2000 already at the location provided for the wind turbine tower, in the consolidation stage of said piles 20, 20 ', 20''in the seabed 3000.
  • said winches 22 are actuated again for a cord collection, such that the unit assembly 50, 50 ', 50'';40; 30 moves upwards in relation to said piles 20, 20 ', 20''and, by the weight of the transport assembly 2000 itself or, if the conditions of the seabed so require, with the aid of external means of hammering (no shown), said piles 20, 20 ', 20''end up in the seabed.
  • Said hammer means may also be means of each of said piles 20, 20 ', 20'', in which case said piles 20, 20', 20 '' would comprise hydraulic hammer means in a manner known in the art, optionally removable from said piles 20, 20 ', 20''to be removed after the consolidation stage and returned to the factory, preferably by means of said floats 50, 50', 50 '', so that they are available for new uses.
  • the unit assembly 50, 50 ', 50'';40; 30 is at a height that does not match the buoyancy level of the transport assembly 2000, will generally be higher, then said winches 22 are actuated again, generally to release cord, such that said unit assembly 50, 50 ', 50'';40; 30 moves relative to said piles 20, 20 ', 20'', until the unit assembly 50, 50', 50 '';40; 30 reaches such a buoyancy level of the 2000 transport set.
  • the assembly stage of the wind turbine 120 is carried out after the pile piling, as specifically illustrated in Figures 10A, 10B, and 10C.
  • said winches 68a, 68b of said crossbars 66a, 66b are actuated to collect bead and, consequently, raise said wind turbine 120 along a path essentially parallel to the shaft 30, until said wind turbine 120 is slightly by above its final position in relation to said shaft 30.
  • said cross members 66a, 66b move along said beams 64a, 64b to place said wind turbine 120 directly above its position of use in relation to said shaft 30, and said winches 68a, 68b are again operated to lower said wind turbine 120 to its position of use in relation to said shaft 30.
  • said assembly 62a, 62b, 62c, 62d; 64a, 64b; 66a, 66b; 68a, 68b of crane can be used to place said blades.
  • such a stage can be carried out under the condition of stable buoyancy of the assembly, as indicated, or after operating said winches 22 to raise unit assembly 50, 50 ', 50'';40; 30 above sea level so that the waves do not affect it during this stage.
  • said winches 22 are actuated again to make the unit assembly 50, 50 ', 50'';40; 30 moves relative to said piles 20, 20 ', 20''to the buoyancy level of the floats 50, 50', 50 '' to avoid loads on said first fasteners and said second fasteners and thus facilitate the removal of said floats 50, 50 ', 50''from said platform 40.
  • the buoyancy level of floats 50, 50 ', 50'' is above the buoyancy level of the 2000 transport assembly.
  • said braces 10 are tensioned, preferably by means of tensioning devices arranged at the upper end of each brace, which exist in the art and are therefore not illustrated herein.
  • said upper zone 26, 26 ', 26' ' is above the maximum swell level, so that the waves do not hit the platform 40 and, like the section of the piles 20, 20', 20 '' is relatively small, the forces exerted by the waves on them are not high.
  • FIGS 12A, 12B, 13A, 13B14A, 14B these illustrate a second embodiment of an installation procedure of an off-shore wind turbine tower, based on battery-powered foundations, in accordance with the present invention
  • Figures 12A and 12B are respectively an elevational view and a plan view from above of a shoe 230 used in this second embodiment of an installation procedure according to the present invention.
  • Figures 13A and 13B show a stage of said second embodiment of an installation procedure of an off-shore type wind turbine tower, based on batteries with shoe, according to the present invention, equivalent to the stage shown in the Figure 2 of said first embodiment of an installation procedure of an off-shore type wind turbine tower, based on piles, in accordance with the present invention.
  • Figure 13A shows a stack body 220 vertically approaching a platform 240, in vertical correspondence with a vertical through hole of a bracket 242. Said stack body 220 is displaced by conventional lifting means, for example a crane , not shown.
  • a shoe 230 is disposed below said platform 240, in vertical correspondence with said vertical through hole of said bracket 242.
  • Said shoe 230 comprises a shoe body 232 and a protrusion 234 in the form of a hollow tube emerging from the bottom face of said shoe body 232 and projects downward with a tapered wall profile in a downward direction. Furthermore, said shoe body 232 comprises on its upper face a recess 236 that has a contour coinciding with the contour of said stack body 220 and that houses an interlocking armature 238 with an armature 222 protruding from a lower end of said body 220 of battery
  • Figure 13B shows that, once the stack body 220 has been inserted through said vertical through hole of said bracket 242, said stack body 220 is applied to said shoe 230 and said stack armature 222 is intertwined with said reinforcement 238 shoe.
  • said platform 240 is held at a certain level above the ground, by means of provisional supports 244, to allow said shoe 230 to be arranged below said platform 240. Said level above from the ground it can be such that said platform 240 is in an intermediate position between the lower zone and the upper zone of each of the piles, so it would not be necessary to additionally displace said platform 240 to anchor one end of each of the braces 210a, 210b, 210a ', 210b', 210a '', 210b '' to the bottom of each of the batteries, respectively.
  • stage b) and stage e) described above would be carried out simultaneously, applying the batteries to said platform already in a relative position such that said platform is placed in an intermediate position between the lower zone and the upper zone of each of the batteries.
  • said battery body 220 comprises an anchor coupler 250.
  • FIGS 14A and 14B show a stage of said second embodiment of an installation procedure of an off-shore type wind turbine tower, based on batteries with footing, in accordance with the present invention, equivalent to the stage shown in the Figures 11A and 11B of said first embodiment of an installation procedure of an off-shore type wind turbine tower, based on piles, in accordance with the present invention. Since the batteries 220, 220 ', 220' ', in particular their respective shoes 230, 230', 230 '', are already embedded in the seabed and do not deepen further, said platform 240 rises until said platform 240 remains level with the upper area of each of the batteries 220, 220 ', 220' ', in use position.
  • braces 210a, 210b, 210a ', 210b', 210a '', 210b '' are tensioned, preferably by means of tensioning devices arranged at the upper end of each brace, which exist in the art and are not illustrated by both in this document.
  • the method and the equipment for carrying out said second embodiment of an installation procedure of an off-shore wind turbine tower, based on batteries with footing, in accordance with the present invention are analogous to the procedure and the equipment to carry out said first embodiment of an installation procedure of an off-shore type wind turbine tower, based on piles, in accordance with the present invention, with the adaptations evident to the person skilled in the art in view of the teachings disclosed in this document.
  • FIG. 15 shows a plan view of alternative flotation means, which can be used both with the first embodiment of an installation procedure of an off-shore type wind turbine tower, based on piles, according to the present invention, illustrated in Figures 2-11, as with the second embodiment of an installation procedure for an off-shore wind turbine tower, of foundation based on batteries with shoe, according to the present invention, illustrated in Figures 12-14.
  • These flotation means comprise a single float 500 instead of comprising three floats 50, 50 ', 50''as the flotation means described above. Otherwise, these alternative flotation means are analogous to those described above.
  • said float 500 will have clamping means applicable to complementary clamping means of said platform 40 as the person skilled in the art will determine in view of the teachings of this document.
  • the expected address of the resulting joint 500; 40; 30; 20, 20 ', 20''; 10 of transport is represented in figure 15 by two parallel arrows.
  • Figures 16A and 16B are views illustrating tie-rod anchoring configurations in a stack that can be used in an installation procedure of an off-shore windmill tower, based on piles, in accordance with the present invention
  • Figure 16A shows an anchor coupler 300 embedded in a stack 350, in which the end of a tie rod 360 will be applied.
  • Coupler 300 is embedded in one 310 of a plurality of holes 310, 320 arranged at different heights in said stack 350.
  • FIG. 16B shows an anchoring device comprising a ring 400 surrounding the stack 450, to which the end of a tie rod 460 is attached by means of an anchor coupler 470.
  • said ring 400 includes a pin 410 projecting from said ring 400 in radially internal direction relative to said ring 400, until it is inserted into a corresponding hole 420 of a plurality of holes 420 , 430, 440 arranged at different heights in stack 450.
  • Providing a plurality of holes 420, 430, 440 arranged at different heights allows anchoring the strap 460 higher or lower depending on the expected level of the seabed in the installed condition of the tower, so that batteries can be manufactured that, with a single design, can be used with different values of expected seabed level in the installed condition of the tower.
  • one or more of the following actions can be carried out, to further optimize such procedure.
  • Said floats 50, 50 ', 50' '; 500 can be taken back to dike 100 for use in a new procedure according to the present invention, with a new tower.
  • Said platform 40 can be filled with ballast, for example if it is deemed necessary in view of the type of terrain on which the tower has been installed.
  • the ballast can be water, optionally water from the water body itself in which the tower is installed, driven by conventional pumps for example.
  • a fine leveling of the platform 40 can be performed on the batteries 20, 20 ', 20' '; 220, 220 ', 220' '.
  • the joint between said batteries 20, 20 ', 20' '; 220, 220 ', 220' 'and said platform 40 can be filled with a hardenable material such as epoxy mortar.
  • the tower is completed with the connection of the power lines and their operation, in a conventional way.
  • the wind turbine and its corresponding blades can be mounted on the shaft 30 at the factory, after the launching of the base assembly 1000 and the application of the floats 50, 50 ', 50' 'to said base assembly 1000, whereby the resulting transport assembly 2000 would take said wind turbine and said blades already mounted in an operative position, thus avoiding the need for the wind turbine means assembly operation on the shaft 30 upon reaching the definitive location of the tower , usually a wind farm.
  • the need to use lifting means 60 although the floats 50, 50 ', 50''must be sized so as to guarantee the stability of the set 2000 with the wind turbine means already mounted during navigation taking into account that the center of gravity becomes at a higher level when mounting wind turbine means at the upper end of the shaft 30.
  • the embodiments described above include drive and / or braking means based on winches, which can logically be in a different number from the one described herein and illustrated by way of example in relation to the discussed embodiments, but said means of actuation and / or braking can be based on another type of device, for example zippers, hydraulic jacks, etc., as can be determined by one skilled in the art in view of the teachings of the present document.
  • the platform may be of different shapes than the three-pointed star described and illustrated in relation to the particular embodiments discussed herein. It can be polygonal, of any number of sides, in the form of a star with a number of points other than three, etc., also varying the number of batteries.
  • the shaft, the platform and the floats are made of concrete, by means of prefabricated concrete plates joined together in a manner known in the art, all or part of them could be made of another material, for example metal, composite, etc., or a combination of materials, for example concrete-metal, metal-composite, concrete-metal-composite, etc. and could have different forms to those described in the description and illustrated in the figures.
  • the size and shape of the shoe will depend on the type of terrain provided on the seabed.
  • the perimeter in plan of the shoe can be rectangular, as shown in Figure 12B, or in any other way (polygonal, circular, etc.). If the characteristics of the terrain advise it, the pile-shoe joint can be articulated, instead of recessed as shown in this document.

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Abstract

Procedimiento de instalación de torre off-shore, que comprende: proporcionar fuste de torre, pilas, tirantes, plataforma con medios de sujeción, y medios de flotación con medios de sujeción; aplicar pilas a plataforma; aplicar fuste a plataforma en posición de uso; disponer medios de accionamiento y/o frenado entre pilas y plataforma; disponer plataforma entre zona inferior y zona superior; anclar tirantes a pilas y a plataforma; botar medios de flotación; botar conjunto base (plataforma, fuste, pilas, tirantes); sujetar conjunto base a medios de flotación mediante medios de sujeción; trasladar conjunto de transporte hasta emplazamiento de torre; actuar medios de accionamiento y/o frenado hasta que pilas se aplican al lecho marino; afianzar pilas en lecho marino; actuar medios de accionamiento y/o frenado hasta que plataforma está a nivel con zona superior de pilas; montar aerogenerador sobre fuste; desaplicar medios de sujeción y retirar medios de flotación desde plataforma; y tensar tirantes.

Description

PROCEDIMIENTO DE INSTALACION DE TORRE DE AEROGENERADOR DE TIPO OFF-
SHORE, DE CIMIENTO BASADO EN PILAS, Y EQUIPO PARA LLEVAR A CABO TAL
PROCEDIMIENTO
DESCRIPCIÓN
CAMPO DE LA INVENCIÓN
La presente invención se refiere a un procedimiento de instalación de una torre de aerogenerador de tipo off-shore, de cimiento basado en pilas, y a un equipo para llevar a cabo tal procedimiento .
La presente invención está encuadrada pues principalmente en el sector de las instalaciones de generación de energía, concretamente energía renovable de origen eólico.
ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN
Sin carácter limitativo, a continuación se relacionan y describen sucintamente soluciones generalmente contempladas en el estado actual de la técnica para cimientos de off-shore.
* Cimentaciones por gravedad: zapatas de hormigón estructural, a menudo con pedestales. Se transportan y fondean con barcazas y/o grúas marinas. Para bajas profundidades.
* Cimentaciones basadas en pilas :
- Monopilote hincado metálico, sin solución de continuidad con el propio fuste metálico tubular de la torre. Para bajas profundidades .
- Tripilote: la torre metálica apoya, mediante una pieza de transición en forma generalmente de aspa de tres brazos, sobre tres pilas pilote (en lo sucesivo, simplemente pilotes) verticales sumergidos e hincados en el lecho marino. Para profundidades medias y altas .
- Trípode: la torre metálica apoya sobre una estructura de tres pilas inclinadas, que apoyan sobre el terreno mediante pilotes hincados u otro sistema similar. La torre puede estar centrada con respecto a las pilas del trípode o situada sobre una de ellas. Para profundidades medias y altas .
- Celosía: la torre metálica apoya mediante una estructura en celosía de cuatro pilas. Para profundidades medias y altas. * Cubo de succión: basado en el hincado de cubos estancos en el subsuelo marino y el consiguiente aprovechamiento de las diferencias de presión generadas. Para bajas profundidades.
* Soluciones por flotación ancladas al fondo marino. Para muy altas profundidades .
Con relación a las cimentaciones por gravedad, mayoritariamente se forman in situ usando, entre otros medios, barcos hormigonera y/o barcos grúa, por lo que las condiciones ambientales no deben ser muy agresivas. Además, el suelo debe estar firme por lo que normalmente se retira la capa superior del lecho marino para un mejor asentamiento; en tal caso, submarinistas cubren de grava el suelo. La principal desventaja de instalar este tipo de sistemas es su alto coste, que algún estudio indica que es directamente proporcional al cuadrado de la profundidad a la que se pone el parque. Esto hace que no se apliquen más que a bajas profundidades .
Con relación a las cimentaciones basadas en pilas y a las de cubos de succión, éstas suelen usar montajes de soporte formados en tierra. Para estas alternativas, no es necesario acondicionar el lecho marino, lo que permite ahorrar bastante dinero. Aún asi, el coste es elevado debido a que se requiere un despliegue importante de medios de transporte y montaje (barcazas, grúas flotantes o embarcadas de izado, grúas flotantes o embarcadas de martinete, etc.) tanto para el transporte de los componentes implicados como para el montaje in situ, sin perjuicio de que tanto el transporte y el montaje como la fabricación sean relativamente sencillos. Además, si se utilizan únicamente los medios de transporte y montaje necesarios para instalar las torres una a una, para mantener los costes al mínimo, la instalación de una torre depende de que los medios para ello queden libres tras la instalación de la torre anterior, lo cual determina muchas veces un ritmo de instalación inferior al deseado.
Las cimentaciones por flotación se han planteado, pero no están en un punto de desarrollo que permita su industrialización masiva .
SUMARIO DE LA INVENCIÓN
En el presente documento, la expresión "en seco" indica en una superficie de trabajo no sumergida, por ejemplo un muelle, un dique seco o similar. También en el presente documento, con el fin de simplificar, se hará referencia a una torre off-shore destinada a estar montada en el mar, utilizando por lo tanto expresiones como "lecho marino" o "mar", sin que por ello el alcance de la invención esté limitado a tal uso, siendo la invención susceptible de de ser aplicada igualmente a torres off-shore destinadas a estar montadas en cualquier masa de agua, por ejemplo un océano, un lago, etc. Además, la expresión "medios de aerogenerador" se refiere a una parte o la totalidad de los componentes de una torre de aerogenerador destinados directamente a la captación de energía eólica y/o a la transformación de energía eólica en energía eléctrica y/o al trasporte de energía eléctrica, tales como por ejemplo el motor o sus partes, el rotor o sus partes, las palas o sus partes, etc.
Un objeto de la presente invención es pues proporcionar un procedimiento de instalación de una torre de aerogenerador de tipo off-shore, de cimiento basado en pilas, que sea sencillo y económico, y aún así permita un ritmo alto de instalación.
Más concretamente, la invención se refiere a un procedimiento de instalación de una torre de aerogenerador de tipo off-shore, de cimiento basado en pilas, comprendiendo el equipo para llevar a cabo tal procedimiento un fuste de torre, al menos tres pilas, tirantes (preferiblemente flexibles, por ejemplo en forma de tendones de acero), una plataforma destinada a soportar dicho fuste y a apoyar a su vez sobre dichas pilas, y medios de flotación, estando aplicadas dichas pilas a dicha plataforma de una manera tal que dichas pilas están esencialmente verticales y cada una de dichas pilas se puede desplazar axialmente, es decir, en una dirección paralela al eje longitudinal de la propia pila, con respecto a dicha plataforma. Cada una de dichas pilas incluye una zona superior destinada a quedar a nivel con dicha plataforma en la condición instalada de la torre, preferiblemente por encima de la cota máxima de oleaje aplicable en la condición instalada de la torre, y una zona inferior destinada a recibir al menos dos de dichos tirantes y situada por debajo de dicha zona superior y por encima del nivel previsto del lecho marino en la condición instalada de la torre. La zona superior de cada pila puede estar situada en correspondencia sustancialmente con el extremo superior de la correspondiente pila o, alternativamente, puede estar situada a una altura tal de la correspondiente pila que cierta longitud de la correspondiente pila quede por encima del nivel de dicha plataforma en la condición instalada.
El procedimiento de acuerdo con la presente invención comprende las siguientes etapas en cualquier orden técnicamente posible :
a) proporcionar un fuste de torre, al menos tres pilas, tirantes (preferiblemente flexibles, por ejemplo en forma de tendones de acero o fibra de carbono) , una plataforma con unos primeros medios de sujeción, y medios de flotación con unos segundos medios de sujeción, en donde la interacción entre dichos medios primeros y segundos de sujeción produce la sujeción mutua de los mismos ;
b) en seco, aplicar dichas pilas a dicha plataforma de una manera tal que dichas pilas están esencialmente verticales y cada una de dichas pilas se puede desplazar axialmente, es decir, en una dirección paralela al eje longitudinal de la propia pila, con respecto a dicha plataforma;
c) en seco, aplicar dicho fuste a dicha plataforma en la posición relativa de uso en la condición instalada de la torre;
d) en seco, disponer medios de accionamiento y/o frenado operativamente entre cada una de dichas pilas y dicha plataforma, de una manera tal que la actuación de dichos medios de accionamiento y/o frenado controlan el desplazamiento axial de cada pila con respecto a dicha plataforma;
e) en seco, disponer dicha plataforma y dichas pilas en una posición relativa tal que dicha plataforma se coloca en una posición intermedia entre la zona inferior y la zona superior de cada uno de dichas pilas, posiblemente mediante la actuación de dichos medios de accionamiento y/o frenado;
f) en seco, anclar un extremo de cada uno de dichos tirantes a la zona inferior de cada una de dichas pilas, respectivamente, y anclar el otro extremo de cada uno de dichos tirantes a dicha plataforma, preferiblemente de una manera tal que cada uno de dichos tirantes no soporte sustancialmente ningún esfuerzo de tracción y, en la condición instalada de la torre, cada uno de dichos tirantes forme un ángulo con la vertical;
g) botar dichos medios de flotación;
h) botar el conjunto base que comprende dicha plataforma, dicho fuste, dichas pilas y dichos tirantes;
i) sujetar dicho conjunto base a dichos medios de flotación mediante la aplicación entre si de dichos medios primeros y segundos de sujeción, proporcionando dichos medios de flotación una flotabilidad suficiente para mantener a flote el conjunto de transporte que comprende dicho conjunto base y dichos medios de flotación;
j ) trasladar dicho conjunto de transporte hasta el emplazamiento previsto para la torre de aerogenerador;
k) actuar dichos medios de accionamiento y/o frenado de una manera tal que dichas pilas se desplazan hacia abajo con respecto a dicha plataforma, hasta que el extremo inferior de cada una de dichas pilas se aplica al lecho marino;
1) afianzar el extremo inferior de cada una de dichas pilas en el lecho marino;
m) actuar dichos medios de accionamiento y/o frenado hasta que dicha plataforma está a nivel con dicha zona superior de cada una de dichas pilas;
n) montar unos medios de aerogenerador sobre dicho fuste;
o) desaplicar dichos medios primeros y segundos de sujeción entre si y retirar dichos medios de flotación de dicha plataforma, y opcionalmente desplazar la plataforma a una cota por encima de la acción del oleaje; y
p) tensar dichos tirantes.
Es importante destacar que, para llevar a cabo la etapa o) , el conjunto formado por dichos medios de flotación y dicha plataforma estará preferiblemente a una profundidad igual al calado de flotabilidad de dichos medios de flotación en solitario. De esta manera, la desaplicación de dichos medios primeros y segundos de sujeción entre si y la retirada de dichos medios de flotación de dicha plataforma se puede llevar a cabo sin la solicitación impuesta por el hecho de que dichos flotadores soporten en superficie dicha plataforma. Para ello, en la implementación del procedimiento de instalación de acuerdo con la presente invención, la plataforma se puede desplazar hasta una posición en la que, efectivamente, el conjunto formado por dichos medios de flotación y dicha plataforma esté a una profundidad igual al calado de flotabilidad de dichos medios de flotación en solitario, para entonces llevar a cabo la etapa o) . Es posible que este desplazamiento de la plataforma sea un desplazamiento descendente, por ejemplo si el procedimiento de la invención consta de los pasos enumerados anteriormente y los pasos se ejecutan en el mismo orden en el que están enumerados anteriormente. En caso de un desplazamiento descendente, la plataforma puede ser desplazada mediante dichos medios de accionamiento .
Preferiblemente, dicha torre de aerogenerador de tipo off- shore comprende tres pilas, y dicha plataforma incluye igualmente tres agujeros pasantes en cada uno de los cuales están dispuestas y se pueden deslizar axialmente cada una de dichas tres pilas. En general, se prefiere que dichos agujeros pasantes estén dispuestos preferiblemente en ubicaciones equidistantes entre si y con relación al centro de dicha plataforma, y que el fuste de la torre esté dispuesto en el centro de dicha plataforma.
La etapa b) y la etapa e) se pueden llevar a cabo simultáneamente, aplicando los pilas a la plataforma ya en una posición relativa tal que dicha plataforma está colocada en una posición intermedia entre la zona inferior y la zona superior de cada una de dichas pilas. Esto se puede conseguir, por ejemplo, si la plataforma está reposando sobre un pedestal provisional o suspendida a cierta altura en el momento de aplicar las pilas a la plataforma .
Previamente a la etapa j ) , los medios de aerogenerador pueden disponerse sobre dichos medios de flotación. Además, dichos medios de flotación pueden incluir dispositivos de izado, por ejemplo pórticos grúa, capaces de izar hasta su posición de uso los medios de aerogenerador desde su posición sobre dichos medios de flotación. De este modo, la etapa n) se realiza con medios propios del conjunto de transporte, reduciendo aún más la necesidad de medios externos de instalación . Alternativamente, la etapa n) se puede llevar a cabo antes de la etapa j ) , preferiblemente en factoría, preferiblemente utilizando los medios utilizados para llevar a cabo las etapas b) - c) , de tal manera que la necesidad de disponer de medios de instalación adicionales tales como medios externos de instalación o incluso dichos dispositivos de izado se reduce, o incluso se elimina si la etapa n) implica los medios de aerogenerador en su conjunto, además de que se simplifican los trabajos a realizar en el emplazamiento definitivo de la torre. En este caso, no obstante, los medios de flotación deberán ser de mayor tamaño puesto que se eleva el centro de gravedad del conjunto de transporte.
Las pilas pueden ser pilotes destinados a hincarse en el lecho marino para producir la cimentación, en cuyo caso el afianzamiento de la etapa 1) consiste en llevar a cabo las acciones necesarias para completar el hincamiento de dichos pilotes. Dicha etapa 1) puede comprender entonces a su vez dos sub-etapas :
11) pre-hincar los pilotes en el lecho marino, simplemente por su propio peso;
12) hincar los pilotes en el lecho marino, por la aplicación de peso adicional o mediante el uso de martinete.
La etapa 1), o las sub-etapas 11) y/o 12), se puede llevar a cabo usando medios externos de martinete, como es conocido en la técnica. Alternativa o complementariamente (si la composición y dureza del lecho marino y demás parámetros de instalación lo permiten), la etapa 1), o las etapas 11) y/o 12), se puede llevar a cabo actuando dichos medios de accionamiento de cada uno de dichos pilotes de tal manera que dicha plataforma se desplace—hacia arriba con respecto a dichos pilotes y el peso de dicha plataforma, y por consiguiente también el peso de dicho fuste que reposa sobre dicha plataforma, y opcionalmente el peso de dichos medios de flotación y el peso de los medios de aerogenerador, cause el hincamiento de los pilotes, lo que reduciría aún más la necesidad de medios externos de instalación .
Alternativamente, las pilas pueden ser pilas destinadas a tener un extremo inferior (integral o accesorio) en forma de zapata, en cuyo caso la etapa 1) consiste entonces en llevar a cabo las acciones necesarias para completar el empotramiento de dicha zapata en el lecho marino en la medida prevista. Dicha zapata puede comprender un cuerpo de zapata sustancialmente horizontal y al menos un saliente que emerge de la cara inferior de dicho cuerpo de zapata y que tiene un perfil ahusado en sentido descendente. Tal saliente está destinado a ejercer oposición frente a desplazamientos horizontales de la zapata una vez empotrada en el lecho marino. Dicha etapa 1) se puede llevar a cabo actuando dichos medios de accionamiento y/o frenado de cada una de dichas pilas de tal manera que dichas pilas se desplacen hacia abajo con respecto a dicha plataforma y el peso de dicha plataforma, y por consiguiente también el peso de dicho fuste que reposa sobre dicha plataforma, y opcionalmente el peso de dichos medios de flotación y el peso de los medios de aerogenerador , cause el empotramiento previsto.
El hecho de que dichas pilas estén aplicadas a dicha plataforma de una manera tal que cada una de dichas pilas se puede desplazar axialmente con respecto a dicha plataforma proporciona una torre regulable, que se puede adaptar fácilmente a fondos marinos irregulares, en lo relativo tanto a su perfil como a su composición.
Dichos medios de flotación pueden estar formados por una sola unidad de flotación. Alternativamente, dichos medios de flotación pueden comprender una pluralidad de unidades de flotación, en cuyo caso varias unidades de flotación de dichos medios de flotación pueden incluir unos terceros medios de sujeción tales que la interacción entre dichos terceros medios de sujeción de distintas unidades de flotación produce la sujeción mutua de los mismos.
Además, dichos medios de flotación pueden estar motorizados, de tal manera que el conjunto de transporte seria un conjunto de transporte auto-propulsado, reduciendo aún más la necesidad de medios externos de instalación.
De este modo, la presente invención proporciona una solución de instalación de una torre de aerogenerador de tipo off-shore, de cimiento basado en pilas, que presenta características deseables.
Por supuesto, el fuste proporcionado en la etapa a) puede estar formado por tramos de fuste, que a su vez pueden estar formados por dovelas. En tal caso, la aplicación de dicho fuste a dicha plataforma en la posición relativa de uso en la condición instalada de la torre, según la etapa c) , se puede llevar a cabo por piezas, es decir, o bien mediante un proceso de colocación dovela a dovela hasta la condición instalada de la torre o bien, preferiblemente, mediante un proceso de colocación tramo a tramo hasta la condición instalada de la torre una vez que dichos tramos han sido premontados, o bien mediante un proceso de colocación que sea combinación de los dos procesos antedichos. Dicho fuste también puede ser de auto-despliegue telescópico, lo cual puede facilitar la etapa j ) puesto que el traslado se podría llevar a cabo con el fuste en condición replegada, posiblemente incluso con los medios de aerogenerador ya montados sobre el fuste en condición replegada.
La solución de instalación de acuerdo con la presente invención es sencilla, pues el conjunto base de la torre (pilas, tirantes, plataforma y fuste, y opcionalmente medios de aerogenerador) se forma en factoría, preferiblemente en seco, y en esa condición se transporta hasta el punto de instalación, en donde simplemente se auto-instala hasta establecer la torre, solo ocasionalmente con ayuda de medios externos de instalación para los medios de aerogenerador si no están incluidos en el conjunto base.
La solución de instalación de acuerdo con la presente invención también puede ser económicamente ventajosa, porque los medios de flotación pueden ser reutilizables (es decir, se pueden fabricar con una configuración tal que permita que, una vez retirados de una plataforma según un procedimiento de acuerdo con la presente invención, se puedan utilizar en un nuevo procedimiento de acuerdo con la presente invención y así sucesivamente hasta agotar la vida útil de los propios medios de flotación) , y porque el uso de otros medios externos de instalación (incluyendo medios materiales y humanos para trabajos submarinos) se puede evitar o al menos minimizar .
Además, permite un ritmo alto de instalación puesto que la producción de los componentes puede ser continua y el procedimiento de la invención puede evitar depender de la disponibilidad de medios de instalación ajenos a la propia torre de aerogenerador, a excepción de los medios de flotación que, sin embargo, también pueden ser proporcionados por la propia factoría de la o las torres de aerogenerador a instalar.
En el procedimiento de acuerdo con la presente invención, la disposición de los tirantes y la utilización de medios de flotación independientes del resto del equipo para llevar a cabo tal procedimiento, que se retiran de la torre durante el procedimiento de instalación de la torre, permiten usar una plataforma de tamaño muy limitado, lo que supone limitar igualmente el coste unitario de este tipo de torre con plataforma y pilas .
Por otra parte, el hecho de que dichas pilas estén aplicadas a dicha plataforma de una manera tal que cada una de dichas pilas se puede desplazar axialmente con respecto a dicha plataforma y el hecho de que los medios de flotación se puedan volver a sujetar a dicha plataforma posibilita que la torre en condición instalada pueda ser desplazada fácilmente hasta un vertedero o un emplazamiento alternativo, tras el corte de las pilas en la cota del fondo marino en caso necesario.
BREVE DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS
Estas y otras características de la presente invención se pondrán de manifiesto a partir de la siguiente descripción de una realización de la misma, dada solamente a modo de ejemplo no limitativo, con referencia a los dibujos que se acompañan, en los cuales :
la figura 1A es una vista en despiece en perspectiva de equipo usado en una primera realización de un procedimiento de instalación de acuerdo con la presente invención, las figuras IB y 1C son respectivamente una vista en corte longitudinal en perspectiva según el detalle B de la figura 2 y una vista en perspectiva según el detalle C de la figura 3, las figuras 1D1 y 1D2 son vistas en corte longitudinal que muestran dos configuraciones alternativas de dispositivo de frenado y control utilizables en dicha primera realización de un procedimiento de instalación de acuerdo con la presente invención, y la figura 1E es un detalle a escala ampliada de una pieza de la figura 1A,
la figura 2 es una vista en perspectiva de equipo para llevar a cabo dicha primera realización de un procedimiento de instalación de acuerdo con la presente invención, en una etapa de aplicación de los pilotes a la plataforma,
la figura 3 es una vista en perspectiva de equipo para llevar a cabo dicha primera realización de un procedimiento de instalación de acuerdo con la presente invención, en una etapa en la que los pilotes y sus medios de accionamiento están aplicados en la plataforma,
la figura 4 es una vista en perspectiva de equipo para llevar a cabo dicha primera realización de un procedimiento de instalación de acuerdo con la presente invención, en una etapa de colocación de la plataforma y los pilotes en una posición relativa intermedia, mostrando la disposición de un tirante,
las figuras 5A y 5B son vistas en perspectiva de equipo para llevar a cabo dicha primera realización de un procedimiento de instalación de acuerdo con la presente invención, en una etapa de aplicación del fuste de torre a la plataforma,
la figura 6 es una vista en perspectiva de equipo para llevar a cabo dicha primera realización de un procedimiento de instalación de acuerdo con la presente invención, en una etapa de botadura del conjunto base,
la figura 7A es una vista parcial en perspectiva de equipo para llevar a cabo dicha primera realización de un procedimiento de instalación de acuerdo con la presente invención, en el transcurso de un proceso de acercamiento del conjunto base a los medios de flotación en el marco de una etapa de sujeción de dicho conjunto base a dichos medios de flotación, y la figura 7B es una vista en alzado de los dispositivos de sujeción usados en este proceso de acercamiento aislados del resto del equipo,
la figura 8 es una vista en perspectiva de equipo para llevar a cabo dicha primera realización de un procedimiento de instalación de acuerdo con la presente invención, en una etapa de traslado del conjunto de transporte hasta el emplazamiento previsto para la torre de aerogenerador ,
la figura 9 es una vista en perspectiva de equipo para llevar a cabo dicha primera realización de un procedimiento de instalación de acuerdo con la presente invención, en una sub-etapa de pre- hincamiento de los pilotes en el lecho marino, tras un proceso de descenso de dichos pilotes,
las figuras 10A y 10B son vistas en perspectiva de equipo para llevar a cabo dicha primera realización de un procedimiento de instalación de acuerdo con la presente invención, en una etapa de montaje del aerogenerador sobre el fuste, y la figura 10C es una vista en perspectiva según el detalle C de la figura 10B,
las figuras 11A y 11B son vistas en perspectiva de equipo para llevar a cabo dicha primera realización de un procedimiento de instalación de acuerdo con la presente invención, en una etapa de actuación de los medios de accionamiento hasta que la plataforma queda por encima de la altura del oleaje circundante, y de tesado de los tirantes,
las figuras 12A y 12B son respectivamente una vista en alzado y una vista en planta desde arriba de una zapata para llevar a cabo una segunda realización de un procedimiento de instalación de acuerdo con la presente invención,
las figuras 13A y 13B son vistas parciales en alzado de equipo para llevar a cabo dicha segunda realización de un procedimiento de instalación de acuerdo con la presente invención, en dos momentos de una etapa de aplicación de las pilas a la plataforma,
la figuras 14A y 14B son vistas en alzado de equipo para llevar a cabo dicha segunda realización de un procedimiento de instalación de acuerdo con la presente invención, en una etapa de actuación de los medios de accionamiento hasta que la plataforma está a nivel con la zona superior de cada pila, y de tesado de los tirantes ,
la figura 15 es una vista en planta desde arriba de unos medios de flotación alternativos para uso con dichas realizaciones primera y segunda de un procedimiento de instalación de acuerdo con la presente invención, y
la figura 16A es una vista en alzado que muestra una alternativa para el anclaje de tirantes en una pila, y la figura 16B es una vista en alzado que muestra otra alternativa para el anclaje de tirantes en una pila (parte superior de la figura) y su proyección en planta desde arriba (parte inferior de la figura) .
DESCRIPCIÓN DE UNA REALIZACIÓN DE LA INVENCIÓN
Con referencia a las figuras 2-11, en ellas se muestran diferentes etapas de una primera realización de un procedimiento de instalación de una torre de aerogenerador de tipo off-shore, de cimiento basado en pilotes, de acuerdo con la presente invención, en orden cronológico. Las figuras 1A y 1E muestran conjuntamente equipo usado en dicho procedimiento de instalación ilustrado en las figuras 2-11, y las figuras IB y 1C muestran respectivos detalles de los pilotes de la figura 1A.
La figura 1E muestra un carrete 46a (« 46b, 46'a, 46'b, 46"a, 46"b) (identificados simplemente con la referencia 46 a lo largo de la presente descripción cuando se aluda al conjunto de todos ellos) del que se extraerá un tendón 10a (« 10b, 10'a, 10'b, 10"a, 10"b) (identificados simplemente con la referencia 10 a lo largo de la presente descripción cuando se aluda al conjunto de todos ellos) de acero. Dichos tendones 10 están destinados a funcionar como tirantes. La figura 1A muestra tres pilotes hexagonales 20, 20', 20' ' ; tres tramos 30a, 30b, 30c de fuste que conjuntamente formarán el fuste 30 de una torre de aerogenerador una vez sujetos entre si coaxialmente; un cajón 40a con planta de estrella de tres brazos y una losa superior 40b de cierre que en condición montada formarán una plataforma 40 destinada a apoyarse sobre dichos pilotes 20, 20', 20' ' y a sostener dicho fuste 30, teniendo dicha plataforma 40 en cada uno de los extremos de sus tres brazos una tapa que incluye una ménsula integral 42, 42', 42'' que tiene un agujero pasante vertical para recibir de manera deslizable un correspondiente pilote 20, 20' , 20'' y dos agujeros pasantes (de los cuales solo uno 44a está referenciado, únicamente en la figura 4 por razones de claridad) destinados a recibir de manera deslizable y guiar sendos tirantes 10; y tres cajones 50a, 50a', 50a'' de planta poligonal y unas correspondientes losas superiores 50b, 50b' , 50b' ' de cierre que en condición montada formarán tres flotadores 50, 50' , 50' ' .
En esta realización, dichos pilotes 20, 20' , 20' ' , dicho fuste 30, dicha plataforma 40 y dichos flotadores 50, 50', 50'' están hechos de hormigón, mediante placas de hormigón prefabricadas y unidas entre si de manera conocida en la técnica, pero todos o parte de ellos podrían estar hechos de otro material, por ejemplo metal, composite, etc., o de una combinación de materiales, por ejemplo hormigón-metal, metal-composite, hormigón-metal-composite, etc.. Igualmente, en esta realización, dicha plataforma 40 tiene forma con planta de estrella y aloja tres pilotes 20, 20' , 20' ' , pero por supuesto podría tener cualquier forma deseada, tanto en planta como - li en alzado, siempre que posibilite la puesta en práctica del procedimiento de acuerdo con la presente invención, y podría estar preparada para alojar, y alojar efectivamente, más de tres pilotes. También se puede apreciar que dichos flotadores 50, 50' , 50' ' están compartimentados mediante paredes internas de hormigón.
Como se muestra en la figura 1C, en el extremo superior de cada uno de dichos pilotes 20, 20' , 20' ' están dispuestos dos cabestrantes 22a, 22b, 22a', 22b', 22a'', 22b'' (identificados simplemente con la referencia 22 a lo largo de la presente descripción cuando se aluda al conjunto de todos ellos), desde cada uno de los cuales pende un cordón de acero (de los cuales solo uno 23 está referenciado, únicamente en esta figura 1C por razones de claridad) que discurre hacia abajo junto al correspondiente pilote 20, 20' , 20' ' . Como se muestra en la figura IB, dichos pilotes 20, 20' , 20' ' son mayoritariamente huecos a lo largo de toda su longitud. Sin embargo, cada uno de dichos pilotes 20, 20' , 20' ' tiene una zona inferior 24, 24', 24'' destinada a recibir un extremo de dos tirantes y situada por encima del nivel previsto del lecho marino una vez hincado el pilote en la condición instalada de la torre, siendo cada una de dichas zonas inferiores 24, 24', 24'' maciza y estando provista de un respectivo acoplador 28, 28', 28'' de anclaje para el tirante. Tal acoplador de anclaje puede ser de todo tipo y es bien conocido en la técnica, por lo que no se explicará en detalle en el presente documento. Volviendo a la figura 1C, cada uno de dichos pilotes 20, 20' , 20' ' tiene también una zona superior 26, 26', 26'' destinada a quedar en esta realización unida a las respectivas ménsulas 42, 42', 42'', por encima del nivel del oleaje circundante en la condición instalada de la torre. En esta realización, cada una de dichas zonas superiores 26, 26', 26'' está situada en una posición de los pilotes 20, 20' , 20' ' tal que, en la condición instalada, una cierta longitud de cada pilote 20, 20' , 20'' sobresale por encima de cada respectiva ménsula 42, 42', 42'' .
Las figuras 1D1 y 1D2 muestran sendas configuraciones alternativas de una 42 de dichas ménsulas 42, 42', 42'' de dicha plataforma 40. Haciendo referencia concretamente a la figura 1D1 dicha ménsula 42 comprende un carrete 48 unido de manera fija a dicha ménsula 42 y que tiene un cable 49 arrollado en él, Un extremo de dicho cable 49 está unido al carrete 48 y el otro extremo de dicho cable 49 está unido al pilote 20 a un nivel por debajo de la propia ménsula 42. El carrete 48 iza o larga cable de manera controlada, por lo que se puede emplear como medios de descenso controlado del pilote con relación a la ménsula y por consiguiente con relación a la plataforma. Haciendo ahora referencia concretamente a la figura 1D2, dicha ménsula 42 comprende un agujero pasante 45 sustancialmente horizontal en el que se aloja un pasador 47 solicitado en dirección hacia el pilote que pasa por esa ménsula 42. El pasador 47 ejerce más o menos presión sobre el pilote 20 de manera controlada, por lo que se puede emplear como medios de descenso controlado del pilote con relación a la ménsula y por consiguiente con relación a la plataforma.
La figura 2 muestra dicha plataforma 40 reposando sobre el suelo y dichos pilotes 20, 20' , 20' ' acercándose verticalmente a dicha plataforma 40, en correspondencia con dichos agujeros de dichas ménsulas 42, 42', 42'', estando cada uno de dichos pilotes 20, 20', 20'' a una distancia diferente hasta dicha plataforma 40. Dichos pilotes 20, 20' , 20' ' son desplazados por unos medios de izado convencionales, por ejemplo una grúa, no mostrados.
Pasando ahora a la figura 3, dichos pilotes 20, 20' , 20' ' ya están aplicados a dicha plataforma 40, de una manera tal que dichos pilotes 20, 20' , 20' ' son esencialmente verticales y cada uno de dichos pilotes 20, 20' , 20' ' se puede desplazar axialmente, es decir, en una dirección paralela al eje longitudinal del propio pilote 20, 20', 20'', con respecto a dicha plataforma 40. Más concretamente, cada uno de dichos pilotes 20, 20' , 20' ' está aplicado en cada uno de dichos agujeros pasantes verticales de cada una de dichas ménsulas integrales 42, 42', 42'' y se puede deslizar verticalmente en él. En este punto, dado que dichos pilotes 20, 20', 20'' ya se dotaron de dichos cabestrantes 22, dichos cabestrantes 22 se aplican a dicha plataforma 40 mediante la conexión de cada extremo libre de dichos cordones de acero a dicha plataforma 40, concretamente a dichas ménsulas 42, 42', 42'', de una manera tal que la actuación de dichos cabestrantes 22 hace que la plataforma 40 suba o baje con respecto a dichos pilotes 20, 20' , 20' ' .
En la figura 4, dicha plataforma 40 ha pasado a la posición intermedia entre la zona inferior 24, 24', 24'' y la zona superior 26, 26', 26'' de cada uno de dichos pilotes 20, 20', 20'', mediante una actuación de recogida de cordón de los cabestrantes 22. Igualmente, dos tirantes 10a' ' , 10b' de dichos tirantes 10 se han anclado, por un extremo, a dicha zona inferior 24, 24' de dichos pilotes 20, 20' , concretamente insertando cada tirante 10a' ' , 10b' en un respectivo acoplador 28, 28' de anclaje de una zona inferior 24, 24', y, por el otro extremo, a dicha plataforma 40. En particular, dichos tirantes 10 parten desde dichas zonas inferiores 24, 24', 24'' y pasan en sentido ascendente por dichos agujeros pasantes 44, 44', 44'' de dichas ménsulas 42, 42', 42'' para terminar en dichos carretes 46 situados sobre dicha losa superior 40b de cierre de dicha plataforma 40. Dichos carretes 46 pueden estar motorizados y/o incluir medios de frenado o retención, para poder cooperar en el control de la longitud útil de dichos tirantes 10 y de su tensión.
En esta realización, cada uno de dichos tirantes 10 queda flojo en esta condición inicial. Además, en esta realización, los tirantes 10 se anclan de tal manera que de cada zona inferior de un pilote parten dos tirantes, cada uno de ellos hacia un carrete cercano a cada uno de los otros dos pilotes, de modo que, en la condición instalada de la torre, cuando dichos tirantes están tensos, en cada superficie imaginaria delimitada por dos pilotes se encuentran dos tirantes formando una cruz de San Andrés (véase la figura 11B) .
Las figuras 5A y 5B son vistas que representan la etapa de aplicación del fuste 30 de la torre de aerogenerador a la plataforma 40, y más concretamente de los tramos 30a, 30b, 30c de fuste que conjuntamente forman dicho fuste 30 (en el momento representado en estas figuras 5A y 5B relativas a esta realización, dichos tirantes 10 ya están anclados a dichos pilotes 20, 20' , 20' ' y dicha plataforma 40, pero no están ilustrados por razones de claridad) . En esta realización, la aplicación del fuste 30 a la plataforma 40 se lleva a cabo por lo tanto mediante un proceso de colocación tramo a tramo hasta la condición instalada de la torre.
Tras aplicar dicho fuste 30 en el centro de dicha plataforma 40, se llega a la etapa de botadura ilustrada en la figura 6 (en el momento representado en esta figura 6 relativa a esta realización, dichos tirantes 10 ya están anclados a dichos pilotes 20, 20', 20'' y dicha plataforma 40, pero no están ilustrados por razones de claridad) . En el momento ilustrado en la figura 6, los flotadores 50, 50', 50'' ya han sido botados. En la realización ilustrada en el presente documento, cada conjunto base ( referenciado globalmente como 1000) que comprende dicha plataforma 40, dicho fuste 30, dichos pilotes 20, 20' , 20' ' y dichos tirantes 10 ha sido formado en la factoría, en esta realización en un dique 100. Dicho dique 100 comprende una rampa 110 de botadura cuyo extremo superior está a nivel con dicho dique 100 y cuyo extremo inferior está sumergido en el mar. El extremo inferior de dicha rampa 110 de botadura está sumergido hasta una profundidad tal que permite que, en algún lugar de la rampa 110 de botadura, el conjunto base 1000, con dicha plataforma 40 en la posición intermedia, esté apoyando en la rampa 110 de botadura por medio de sus pilotes 20, 20' , 20' ' y dicha plataforma 40 se encuentre a nivel con dichos flotadores 50, 50', 50'', de acuerdo con el calado de dichos flotadores 50, 50', 50'' en solitario. Dicho conjunto base 1000 se hace bajar entonces por la rampa 110 de botadura hasta dicho lugar de la rampa 110 de botadura, donde se efectuará la etapa de sujeción del conjunto base 1000 a dichos flotadores 50, 50' , 50' ' . Hay que apreciar que, durante este proceso, cada par de cabestrantes 22 de cada uno de dichos pilotes 20, 20' , 20' ' se irán actuando independientemente de manera que la posición relativa de cada uno de dichos pilotes 20, 20', 20'' con respecto a dicha plataforma 40 varíe para que la plataforma 40 esté nivelada en todo momento. En la figura 6, dicho conjunto base 1000 está situado en dicho lugar de la rampa 110 de botadura, y se muestran otros dos conjuntos base en posiciones anteriores. Según se puede ver en esta figura 6, y adicionalmente en las figuras 8, 10A, 10B y 10C, dichos flotadores 50, 50' , 50' ' ya se han dotado de medios 60 de izado, comprendiendo dichos medios 60 de izado seis columnas 62a, 62b, 62c, 62d, 62e, 62f de celosía metálica y dos vigas 64a, 64b cuyos extremos apoyan sobre extremos superiores de dichas columnas 62a, 62b, 62c, 62d de manera que dichas vigas 64a, 64b quedan paralelas. Dichas vigas 64a, 64b son extensibles de modo que se pueden extender hasta apoyar también sobre extremos superiores de dichas columnas 62e, 62f. Entre dichas vigas 64a, 64b se extienden dos travesaños 66a, 66b que comprenden medios motores para su desplazamiento a lo largo de dichas vigas 64a, 64b y respectivos cabestrantes 68a, 68b desde cada uno de los cuales pende un cordón de acero unido por su extremo libre a un aerogenerador 120 previamente dispuesto sobre uno de dichos flotadores 50, 50' , 50' ' . El conjunto de grúa formado por dichas columnas 62a, 62b, 62c, 62d, 62e, 62f, dichas vigas 64a, 64b y dichos travesaños 66a, 66b con sus medios motores y cabestrantes 68a, 68b es un conjunto que un experto en la técnica puede diseñar de manera convencional a la vista de las enseñanzas del presente documento, por lo que no se describirá ni ilustrará en más detalle. Se hace notar, sin embargo, que en la presente realización dichas columnas 62a, 62b, 62c, 62d, 62e, 62f y dichas paredes internas de compartimentación de dichos flotadores 50, 50', 50'' están dispuestas de tal manera que dichas columnas 62a, 62b, 62c, 62d, 62e, 62f reposan sobre dichos flotadores 50, 50' , 50' ' en correspondencia vertical con dichas paredes internas de compartimentación de dichos flotadores 50, 50', 50'', lo que evita o al menos reduce los problemas de punzonamiento de la losa superior 50b, 50b', 50b'' de dichos flotadores 50, 50', 50'' .
Para esta etapa de botadura, cada conjunto base 1000 se puede desplazar por dicha rampa 110 de botadura, hasta el lugar de la rampa 110 de botadura en el que se efectuará la etapa de sujeción de dicho conjunto base 1000 a dichos flotadores 50, 50' , 50' ' .
Pasando ahora a la figura 7A y con ello a la etapa de sujeción de dicho conjunto base 1000 a dichos flotadores 50, 50', 50'', en ella se muestra la aproximación de la plataforma 40 a los flotadores 50, 50', 50'' (solo los flotadores 50, 50'' son visibles). Para mayor claridad, en esta figura no se ha representado el agua, que cubriría (y por tanto ocultaría) parte tanto de la plataforma 40 como de los flotadores, concretamente la zona más baja de tales estructuras. Dicha plataforma 40 comprende un primer dispositivo 70a, 70a' , 70d de sujeción, y dicho flotador 50 comprende un segundo dispositivo 70b, 70b', 70c, 70c' de sujeción. Dicho primer dispositivo de sujeción comprende una sucesión espaciada 70a de cilindros metálicos verticales coaxiales solidarizados a dicha plataforma 40 junto al lado superior de dicha plataforma 40, y otra sucesión espaciada 70a' de cilindros metálicos verticales coaxiales solidarizados a dicha plataforma 40 junto al lado inferior de dicha plataforma 40. Dicho segundo dispositivo de sujeción comprende una sucesión espaciada 70b de cilindros metálicos verticales coaxiales solidarizados a dicho flotador 50 y un pasador 70c junto al lado superior de dicha plataforma 40, y otra sucesión espaciada 70b' de cilindros metálicos verticales coaxiales solidarizados a dicho flotador 50 y otro pasador 70c' junto al lado inferior de dicho flotador 50. La interacción entre dichos medios primeros y segundos de sujeción produce la sujeción mutua de los mismos. Concretamente, la sucesión espaciada 70a, 70a' de cilindros metálicos verticales coaxiales de dicha plataforma 40 entran en los espacios creados entre la sucesión espaciada 70b, 70b' de cilindros metálicos verticales coaxiales de dicho flotador 50, y viceversa, hasta crear sendos cilindros conjuntos. Tras ello, el pasador superior 70c y el pasador inferior 70c' se deslizan por el respectivo cilindro conjunto, inmovilizando asi dicha plataforma 40 y dicho flotador 50 entre si. La figura 7B muestra el primer dispositivo de sujeción en alzado lateral (izquierda) y el segundo dispositivo de sujeción en alzado frontal (derecha) aislados del resto del equipo. Se puede apreciar una estructura 70d de ferralla del primer dispositivo de sujeción, que queda embebida en dicha plataforma 40 para conseguir la solidarización de dicho primer dispositivo de sujeción a dicha plataforma. El segundo dispositivo de sujeción puede comprender una estructura de ferralla similar a la estructura 7d de ferralla del primer dispositivo de sujeción con igual propósito.
Una vez sujetos todos los flotadores 50, 50', 50'' a dicha plataforma 40 (y opcionalmente entre si), formando un conjunto de transporte ( referenciado globalmente como 2000) que comprende dicho conjunto base 1000 y dichos flotadores 50, 50' , 50' ' , o bien dicho conjunto 2000 de transporte se lleva a lugares más profundos en la rampa 110 de botadura hasta alcanzar una profundidad al menos igual al calado de flotabilidad de dicho conjunto 2000 de transporte o bien cada par de cabestrantes 22 de cada uno de dichos pilotes 20, 20', 20'' se actúan para dejar que dicha plataforma 40 se deslice hacia abajo con relación a dichos pilotes 20, 20' , 20' ' de manera que dicho conjunto 2000 de transporte se va hundiendo correspondientemente en el agua hasta al menos alcanzar su calado de flotabilidad. En cualquiera de ambos casos, la carga de dicho conjunto 2000 de transporte pasa de dichos pilotes 20, 20' , 20' ' a dichos flotadores 50, 50' , 50' ' , para poder recuperar dispositivos de desplazamiento sobre los que apoya el conjunto
En este momento, se pasa a la etapa de traslado, representada en la figura 8. En esta etapa, dicho conjunto 2000 de transporte se lleva hasta el emplazamiento previsto para la torre de aerogenerador . A tal fin, dichos flotadores 50, 50', 50'' pueden estar provistos de medios auto-propulsados o pueden ser arrastrados por un remolcador.
La figura 9 muestra dicho conjunto 2000 de transporte ya en el emplazamiento previsto para la torre de aerogenerador, en la etapa de afianzamiento de dichos pilotes 20, 20' , 20' ' en el lecho marino 3000. Para realizar esta etapa, dichos cabestrantes 22 se dejan locos, de tal manera que dichos pilotes 20, 20' , 20' ' caen hacia abajo hasta tocar el lecho marino y pre-hincarse en él. Esta caída puede estar regulada por dichos medios 45, 47; 48, 49 de descenso controlado. Tras ello, se actúan de nuevo dichos cabestrantes 22 para una recogida de cordón, de tal manera que el conjunto unitario 50, 50', 50''; 40; 30 se desplaza hacia arriba con relación a dichos pilotes 20, 20' , 20' ' y, por el propio peso del conjunto 2000 de transporte o, si las condiciones del lecho marino así lo exigen, con ayuda de medios externos de martinete (no mostrados), dichos pilotes 20, 20', 20'' terminan de hincarse en el lecho marino. Dichos medios de martinete pueden también ser medios propios de cada unos de dichos pilotes 20, 20', 20'', en cuyo caso dicho pilotes 20, 20', 20' ' comprenderían medios hidráulicos de martinete de manera conocida en la técnica, opcionalmente desmontables de dichos pilotes 20, 20', 20'' para retirarlos después de la etapa de afianzamiento y devolverlos a fábrica, preferiblemente mediante dichos flotadores 50, 50', 50'', para que estén disponibles para nuevos usos. Si inmediatamente después de la finalización del hincamiento el conjunto unitario 50, 50', 50''; 40; 30 está a una altura que no coincide con el nivel de flotabilidad del conjunto 2000 de transporte, generalmente estará más elevado, entonces dichos cabestrantes 22 se actúan de nuevo, generalmente para soltar cordón, de tal manera que dicho conjunto unitario 50, 50' , 50' ' ; 40; 30 se desplace con relación a dichos pilotes 20, 20' , 20' ' , hasta que el conjunto unitario 50, 50' , 50' ' ; 40; 30 llegue a tal nivel de flotabilidad del conjunto 2000 de transporte.
En esta primera realización, la etapa de montaje del aerogenerador 120 se lleva a cabo tras el hincamiento de los pilotes, como se ilustra específicamente en las figuras 10A, 10B, y 10C. Para ello, se actúan dichos cabestrantes 68a, 68b de dichos travesaños 66a, 66b como para recoger cordón y, en consecuencia, elevar dicho aerogenerador 120 a lo largo de una trayectoria esencialmente paralela al fuste 30, hasta que dicho aerogenerador 120 se encuentra ligeramente por encima de su posición final con relación a dicho fuste 30. Entonces, dichos travesaños 66a, 66b se desplazan a lo largo de dichas vigas 64a, 64b para colocar dicho aerogenerador 120 directamente encima de su posición de uso con relación a dicho fuste 30, y se actúan de nuevo dichos cabestrantes 68a, 68b para hacer descender dicho aerogenerador 120 hasta su posición de uso con relación a dicho fuste 30. Si, previamente a la etapa de traslado del conjunto 2000 de transporte hasta el emplazamiento previsto para la torre de aerogeneradores , las palas del aerogenerador se han aplicado a dichos flotadores 50, 50', 50'', dicho conjunto 62a, 62b, 62c, 62d; 64a, 64b; 66a, 66b; 68a, 68b de grúa se puede utilizar para colocar dichas palas.
En función de las condiciones climatológicas existentes durante la etapa de montaje del aerogenerador 120, tal etapa se puede llevar a cabo en la condición de flotabilidad estable del conjunto, como se ha indicado, o bien tras actuar dichos cabestrantes 22 para elevar conjunto unitario 50, 50', 50''; 40; 30 por encima del nivel del mar para que el oleaje no incida sobre él durante esta etapa. En cualquier caso, en esta realización, tras la etapa de montaje del aerogenerador 120 dichos cabestrantes 22 se actúan de nuevo para hacer que el conjunto unitario 50, 50' , 50' ' ; 40; 30 se desplace con relación a dichos pilotes 20, 20', 20'' hasta el nivel de flotabilidad de los flotadores 50, 50' , 50' ' para evitar cargas sobre dichos primeros dispositivos de sujeción y dichos segundos dispositivos de sujeción y facilitar así la retirada de dichos flotadores 50, 50', 50'' de dicha plataforma 40. Hay que señalar que el nivel de flotabilidad de los flotadores 50, 50', 50'' está por encima del nivel de flotabilidad del conjunto 2000 de transporte .
Finalmente, tras desaplicar dichos primeros dispositivos de sujeción y dichos segundos dispositivos de sujeción entre si y retirar dichos flotadores 50, 50' , 50' ' de dicha plataforma 40 de modo que quedan libres para ser llevados a su próximo destino, se actúan una vez más dichos cabestrantes 22 para hacer que dicha plataforma 40 se eleve con respecto a dichos pilotes 20, 20' , 20' ' , como se muestra en las figuras 11A y 11B. Dado que dichos pilotes 20, 20', 20'' ya están hincados en el lecho marino y no profundizan más, dicha plataforma 40 se eleva hasta que dicha plataforma 40 llega a la zona superior 26, 26', 26'' de dichos pilotes 20, 20', 20' ' . Tras ello, dichos tirantes 10 se tensan, preferiblemente mediante dispositivos de tensado dispuestos en el extremo superior de cada tirante, que existen en la técnica y no se ilustran por lo tanto en el presente documento. En la realización ilustrada, dicha zona superior 26, 26', 26'' está por encima de la cota máxima de oleaje, por lo que las olas no golpean la plataforma 40 y, como la sección de los pilotes 20, 20' , 20' ' es relativamente pequeña, las fuerzas ejercidas por las olas sobre ellos no son elevadas.
Con referencia ahora a las figuras 12A, 12B, 13A, 13B14A, 14B, éstas ilustran una segunda realización de un procedimiento de instalación de una torre de aerogenerador de tipo off-shore, de cimiento basado en pilas con zapata, de acuerdo con la presente invención .
Concretamente, las figuras 12A y 12B son respectivamente una vista en alzado y una vista en planta desde arriba de una zapata 230 usada en esta segunda realización de un procedimiento de instalación de acuerdo con la presente invención.
Las figuras 13A y 13B muestran una etapa de dicha segunda realización de un procedimiento de instalación de una torre de aerogenerador de tipo off-shore, de cimiento basado en pilas con zapata, de acuerdo con la presente invención, equivalente a la etapa mostrada en la figura 2 de dicha primera realización de un procedimiento de instalación de una torre de aerogenerador de tipo off-shore, de cimiento basado en pilotes, de acuerdo con la presente invención. En particular, la figura 13A muestra un cuerpo 220 de pila acercándose verticalmente a una plataforma 240, en correspondencia vertical con un agujero pasante vertical de una ménsula 242. Dicho cuerpo 220 de pila es desplazado por unos medios de izado convencionales, por ejemplo una grúa, no mostrados. Una zapata 230 está dispuesta por debajo de dicha plataforma 240, en correspondencia vertical con dicho agujero pasante vertical de dicha ménsula 242. Dicha zapata 230 comprende un cuerpo 232 de zapata y un saliente 234 en forma de tubo hueco que emerge desde la cara inferior de dicho cuerpo 232 de zapata y se proyecta hacia abajo con un perfil de pared ahusado en sentido descendente. Además, dicho cuerpo 232 de zapata comprende en su cara superior un rebaje 236 que tiene un contorno coincidente con el contorno de dicho cuerpo 220 de pila y que aloja una armadura 238 entrelazable con una armadura 222 que sobresale desde un extremo inferior de dicho cuerpo 220 de pila. La figura 13B muestra que, una vez el cuerpo 220 de pila ha sido insertado a través de dicho agujero pasante vertical de dicha ménsula 242, dicho cuerpo 220 de pila se aplica a dicha zapata 230 y dicha armadura 222 de pila se entrelaza con dicha armadura 238 de zapata. En este momento, se vierte hormigón en dicho rebaje 236 a través de un correspondiente bebedero 231 de modo que dicha armadura 222 de pila y dicha armadura 238 de zapata quedan solidarizadas y, consiguientemente, dicho cuerpo 220 de pila queda igualmente solidarizado a dicha zapata 230 para formar una pila completa.
En esta realización, durante la etapa ilustrada en las figuras 13A y 13B, dicha plataforma 240 se sostiene a cierto nivel por encima del suelo, mediante apoyos provisionales 244, para permitir disponer dicha zapata 230 por debajo de dicha plataforma 240. Dicho nivel por encima del suelo puede ser tal que dicha plataforma 240 esté en una posición intermedia entre la zona inferior y la zona superior de cada una de las pilas, por lo que no seria necesario desplazar adicionalmente dicha plataforma 240 para anclar un extremo de cada uno de los tirantes 210a, 210b, 210a', 210b', 210a'', 210b'' a la zona inferior de cada una de las pilas, respectivamente. En otras palabras, la etapa b) y la etapa e) descritas anteriormente se llevarían a cabo simultáneamente, aplicando las pilas a dicha plataforma ya en una posición relativa tal que dicha plataforma está colocada en una posición intermedia entre la zona inferior y la zona superior de cada una de las pilas .
Como se puede ver en las figuras 13A y 13B, dicho cuerpo 220 de pila comprende un acoplador 250 de anclaje.
Las figuras 14A y 14B muestran una etapa de dicha segunda realización de un procedimiento de instalación de una torre de aerogenerador de tipo off-shore, de cimiento basado en pilas con zapata, de acuerdo con la presente invención, equivalente a la etapa mostrada en las figuras 11A y 11B de dicha primera realización de un procedimiento de instalación de una torre de aerogenerador de tipo off-shore, de cimiento basado en pilotes, de acuerdo con la presente invención. Dado que las pilas 220, 220' , 220' ' , en particular sus respectivas zapatas 230, 230', 230'', ya están empotradas en el lecho marino y no profundizan más, dicha plataforma 240 se eleva hasta que dicha plataforma 240 queda a nivel con la zona superior de cada una de las pilas 220, 220', 220'', en posición de uso. Tras ello, dichos tirantes 210a, 210b, 210a', 210b', 210a'', 210b'' se tensan, preferiblemente mediante dispositivos de tensado dispuestos en el extremo superior de cada tirante, que existen en la técnica y no se ilustran por lo tanto en el presente documento.
El procedimiento y el equipo para llevar a cabo dicha segunda realización de un procedimiento de instalación de una torre de aerogenerador de tipo off-shore, de cimiento basado en pilas con zapata, de acuerdo con la presente invención, son análogos al procedimiento y al equipo para llevar a cabo dicha primera realización de un procedimiento de instalación de una torre de aerogenerador de tipo off-shore, de cimiento basado en pilotes, de acuerdo con la presente invención, con las adaptaciones evidentes para el experto en la técnica a la vista de las enseñanzas divulgadas en el presente documento.
Pasando a la figura 15, ésta muestra una vista en planta de unos medios de flotación alternativos, que se pueden usar tanto con la primera realización de un procedimiento de instalación de una torre de aerogenerador de tipo off-shore, de cimiento basado en pilotes, de acuerdo con la presente invención, ilustrada en las figuras 2-11, como con la segunda realización de un procedimiento de instalación de una torre de aerogenerador de tipo off-shore, de cimiento basado en pilas con zapata, de acuerdo con la presente invención, ilustrada en las figuras 12-14. Estos medios de flotación comprenden un solo flotador 500 en lugar de comprender tres flotadores 50, 50' , 50' ' como los medios de flotación descritos anteriormente. Por lo demás, estos medios de flotación alternativos son análogos a los descritos anteriormente. Por ejemplo, dicho flotador 500 tendrá medios de sujeción aplicables a medios de sujeción complementarios de dicha plataforma 40 como el experto en la técnica determinará a la vista de las enseñanzas del presente documento. La dirección prevista del resultante conjunto 500; 40; 30; 20, 20', 20''; 10 de transporte está representada en la figura 15 mediante dos flechas paralelas.
Por último, las figuras 16A y 16B son vistas que ilustran configuraciones de anclaje de tirantes en una pila que se pueden usar en un procedimiento de instalación de una torre de aerogenerador de tipo off-shore, de cimiento basado en pilotes, de acuerdo con la presente invención. En particular, la figura 16A muestra un acoplador 300 de anclaje encastrado en una pila 350, en el que se aplicará el extremo de un tirante 360. El acoplador 300 está encastrado en uno 310 de una pluralidad de agujeros 310, 320 dispuestos a distintas alturas en dicha pila 350. Proporcionar una pluralidad de agujeros 310, 320 dispuestos a distintas alturas en dicha pila 350 permite anclar el tirante 360 más arriba o más abajo dependiendo del nivel previsto del lecho marino en la condición instalada de la torre, por lo que se pueden fabricar pilas que, con un único diseño, se pueden emplear con distintos valores de nivel previsto del lecho marino en la condición instalada de la torre. En particular, la figura 16B muestra un dispositivo de anclaje que comprende un anillo 400 que rodea la pila 450, al cual está unido el extremo de un tirante 460 mediante un acoplador 470 de anclaje. En una posición diametralmente opuesta a dicho acoplador 470 de anclaje, dicho anillo 400 incluye un pasador 410 que se proyecta desde dicho anillo 400 en dirección radialmente interna con relación a dicho anillo 400, hasta insertarse en un correspondiente agujero 420 de una pluralidad de agujeros 420, 430, 440 dispuestos a distintas alturas en la pila 450. Proporcionar una pluralidad de agujeros 420, 430, 440 dispuestos a distintas alturas permite anclar el tirante 460 más arriba o más abajo dependiendo del nivel previsto del lecho marino en la condición instalada de la torre, por lo que se pueden fabricar pilas que, con un único diseño, se pueden emplear con distintos valores de nivel previsto del lecho marino en la condición instalada de la torre.
Al finalizar el procedimiento descrito, se pueden llevar a cabo una o más de las siguientes acciones, para optimizar aún más tal procedimiento.
Dichos flotadores 50, 50', 50''; 500 se pueden llevar de regreso al dique 100 para su uso en un nuevo procedimiento de acuerdo con la presente invención, con una nueva torre. Dicha plataforma 40 se puede llenar de lastre, por ejemplo si se entiende necesario a la vista del tipo de terreno en el que se ha instalado la torre. El lastre puede ser agua, opcionalmente agua de la propia masa de agua en la que está instalada la torre, impulsada por medio de bombas convencionales por ejemplo. Se puede realizar una nivelación fina de la plataforma 40 sobre las pilas 20, 20' , 20' ' ; 220, 220', 220''. Asimismo, la junta entre dichas pilas 20, 20', 20''; 220, 220', 220'' y dicha plataforma 40 se puede rellenar con un material endurecible tal como mortero epoxi. Finalmente, se pueden retirar elementos que se puedan haber utilizado en el procedimiento, que no sean necesarios para el funcionamiento de la torre en condición instalada y que se pueden volver a utilizar en nuevos procedimientos, tales como los propios cabestrantes 22.
Por supuesto, una vez en condición instalada, la torre se completa con la conexión de los conductos de energía y su puesta en funcionamiento, de manera convencional.
Alternativamente, en la realización ilustrada en el presente documento, el aerogenerador y sus correspondientes palas se pueden montar sobre el fuste 30 en factoría, tras la botadura del conjunto base 1000 y la aplicación de los flotadores 50, 50' , 50' ' a dicho conjunto base 1000, con lo que el conjunto 2000 de transporte resultante llevaría dicho aerogenerador y dichas palas ya montadas en posición operativa, evitándose así la necesidad de la operación de montaje de medios de aerogenerador en el fuste 30 al llegar al emplazamiento definitivo de la torre, normalmente un parque eólico.
Mediante esta última alternativa, se evita también la necesidad de usar medios 60 de izado, si bien los flotadores 50, 50' , 50' ' deben ser dimensionados de modo que se garantice la estabilidad del conjunto 2000 con los medios de aerogenerador ya montados durante la navegación teniendo en cuenta que el centro de gravedad pasa a estar a una cota más elevada al montar medios de aerogenerador en el extremo superior del fuste 30.
Naturalmente, manteniéndose el principio de la invención, las realizaciones y los detalles de construcción pueden variar ampliamente con relación a los descritos e ilustrados puramente a modo de ejemplo no limitativo, sin salir por ello del alcance de la invención como se define en las reivindicaciones adjuntas.
A modo de ejemplo no limitativo, las realizaciones descritas anteriormente incluyen unos medios de accionamiento y/o frenado basados en cabestrantes, que lógicamente pueden estar en número distinto al aquí descrito e ilustrado a modo de ejemplo con relación a las realizaciones discutidas, pero dichos medios de accionamiento y/o frenado pueden estar basados en otro tipo de dispositivo, por ejemplo cremalleras, gatos hidráulicos, etc., según puede determinar un experto en la técnica a la vista de las enseñanzas del presente documento .
La plataforma puede ser de formas distintas a la estrella de tres puntas descrita e ilustrada con relación a las realizaciones particulares tratadas en el presente documento. Puede ser poligonal, de cualquier número de lados, en forma de estrella de número de puntas distinto a tres, etc., variando igualmente el número de pilas. Igualmente, aunque en las realizaciones concretas descritas e ilustradas las pilas, el fuste, la plataforma y los flotadores están hechos de hormigón, mediante placas de hormigón prefabricadas y unidas entre si de manera conocida en la técnica, todos o parte de ellos podrían estar hechos de otro material, por ejemplo metal, composite, etc., o de una combinación de materiales, por ejemplo hormigón-metal, metal-composite, hormigón-metal-composite, etc. y podrían tener formas diferentes a las descritas en la descripción e ilustradas en las figuras .
Además, el tamaño y la forma de la zapata dependerán del tipo de terreno previsto en el fondo marino. El perímetro en planta de la zapata puede ser rectangular, como se representa en la figura 12B, o de cualquier otra forma (poligonal, circular, etc.). Si las características del terreno lo aconsejan, la unión pila-zapata puede ser articulada, en vez de empotrada como se ha representado en el presente documento.

Claims

REIVINDICACIONES
1. Procedimiento de instalación de torre de aerogenerador de tipo off-shore, de cimiento basado en pilas, comprendiendo el equipo para llevar a cabo tal procedimiento un fuste de torre, al menos tres pilas, tirantes, una plataforma destinada a soportar dicho fuste y a apoyar a su vez sobre dichas pilas, y medios de flotación, incluyendo cada una de dichas pilas una zona superior, destinada a quedar a nivel con dicha plataforma en la condición instalada de la torre, y una zona inferior, destinada a recibir al menos dos de dichos tirantes y situada por debajo de dicha zona superior y por encima del nivel previsto del lecho marino en la condición instalada de la torre caracterizado porque comprende las siguientes etapas en cualquier orden técnicamente posible:
a) proporcionar un fuste de torre, al menos tres pilas, tirantes, una plataforma con unos primeros medios de sujeción, y medios de flotación con unos segundos medios de sujeción, en donde la interacción entre dichos medios primeros y segundos de sujeción produce la sujeción mutua de los mismos;
b) en seco, aplicar dichas pilas a dicha plataforma de una manera tal que dichas pilas están esencialmente verticales y cada una de dichas pilas se puede desplazar axialmente, es decir, en una dirección paralela al eje longitudinal de la propia pila, con respecto a dicha plataforma;
c) en seco, aplicar dicho fuste a dicha plataforma en la posición relativa de uso en la condición instalada de la torre;
d) en seco, disponer medios de accionamiento y/o frenado operativamente entre cada una de dichas pilas y dicha plataforma, de una manera tal que la actuación de dichos medios de accionamiento y/o frenado controlan el desplazamiento axial de cada pila con respecto a dicha plataforma;
e) en seco, disponer dicha plataforma y dichas pilas en una posición relativa tal que dicha plataforma se coloca en una posición intermedia entre la zona inferior y la zona superior de cada uno de dichas pilas, posiblemente mediante la actuación de dichos medios de accionamiento y/o frenado;
f) en seco, anclar un extremo de cada uno de dichos tirantes a la zona inferior de cada una de dichas pilas, respectivamente, y anclar el otro extremo de cada uno de dichos tirantes a dicha plataforma, preferiblemente de una manera tal que cada uno de dichos tirantes no soporte sustancialmente ningún esfuerzo de tracción y, en la condición instalada de la torre, cada uno de dichos tirantes forme un ángulo con la vertical;
g) botar dichos medios de flotación;
h) botar el conjunto base que comprende dicha plataforma, dicho fuste, dichas pilas y dichos tirantes;
i) sujetar dicho conjunto base a dichos medios de flotación mediante la aplicación entre si de dichos medios primeros y segundos de sujeción, proporcionando dichos medios de flotación una flotabilidad suficiente para mantener a flote el conjunto de transporte que comprende dicho conjunto base y dichos medios de flotación;
j ) trasladar dicho conjunto de transporte hasta el emplazamiento previsto para la torre de aerogenerador;
k) actuar dichos medios de accionamiento y/o frenado de una manera tal que dichas pilas se desplazan hacia abajo con respecto a dicha plataforma, hasta que el extremo inferior de cada una de dichas pilas toca el lecho marino;
1) afianzar el extremo inferior de cada una de dichas pilas en el lecho marino;
m) actuar dichos medios de accionamiento y/o frenado hasta que dicha plataforma está a nivel con dicha zona superior de cada una de dichas pilas;
n) montar unos medios de aerogenerador sobre dicho fuste;
o) desaplicar dichos medios primeros y segundos de sujeción entre si y retirar dichos medios de flotación de dicha plataforma; y p) tensar dichos tirantes.
2. Procedimiento de instalación según la reivindicación 1, en el que dichos tirantes son flexibles .
3. Procedimiento de instalación según la reivindicación 2, en el que dichos tirantes son tendones de acero o de fibra de carbono.
. Procedimiento de instalación según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que dicha zona superior está destinada a quedar por encima de la cota máxima de oleaje aplicable en la condición instalada de la torre.
5. Procedimiento de instalación según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que, en la etapa o), el conjunto formado por dichos medios de flotación y dicha plataforma está a una profundidad igual al calado de flotabilidad de dichos medios de flotación en solitario.
6. Procedimiento de instalación según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que dichos medios de flotación son reutilizables .
7. Procedimiento de instalación según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que dicha torre de aerogenerador comprende tres pilas, y dicha plataforma incluye igualmente tres agujeros pasantes en cada uno de los cuales se disponen y se pueden deslizar axialmente cada una de dichas tres pilas.
8. Procedimiento de instalación según la reivindicación 7, en el que dichos agujeros pasantes están dispuestos en ubicaciones equidistantes entre si y con relación al centro de dicha plataforma, y en el que el fuste de la torre está dispuesto en el centro de dicha plataforma.
9. Procedimiento de instalación según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que la etapa b) y la etapa e) se llevan a cabo simultáneamente, aplicando las pilas a la plataforma ya en una posición relativa tal que dicha plataforma está colocada en una posición intermedia entre la zona inferior y la zona superior de cada una de dichas pilas .
10. Procedimiento de instalación según la reivindicación 9, en el que la plataforma está reposando sobre un pedestal provisional o suspendida a cierta altura en el momento de aplicar las pilas a la plataforma .
11. Procedimiento de instalación según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que, previamente a la etapa j), los medios de aerogenerador se disponen sobre dichos medios de flotación .
12. Procedimiento de instalación según la reivindicación 11, en el que dichos medios de flotación incluyen dispositivos de izado capaces de izar hasta su posición de uso los medios de aerogenerador desde su posición sobre dichos medios de flotación.
13. Procedimiento de instalación según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 10, en el que la etapa n) se lleva a cabo antes de la etapa j ) .
14. Procedimiento de instalación según la reivindicación 13, en el que la etapa n) se lleva a cabo en factoría.
15. Procedimiento de instalación según la reivindicación 14, en el que la etapa n) se lleva a cabo utilizando los medios utilizados para llevar a cabo las etapas b) - c) .
16. Procedimiento de instalación según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que las pilas son pilotes destinados a hincarse en el lecho marino para producir la cimentación, y en el que el afianzamiento de la etapa 1) consiste en llevar a cabo las acciones necesarias para completar el hincamiento de dichos pilotes .
17. Procedimiento de instalación según la reivindicación 16, en el que la etapa 1) comprende dos sub-etapas:
11) pre-hincar los pilotes en el lecho marino, simplemente por su propio peso;
12) hincar los pilotes en el lecho marino, por la aplicación de peso adicional o mediante el uso de martinete.
18. Procedimiento de instalación según una cualquiera de las reivindicaciones 16 y 17, en el que la etapa 1), o las sub-etapas 11) y/o 12), se llevan a cabo usando medios externos de martinete.
19. Procedimiento de instalación según una cualquiera de las reivindicaciones 16 a 18, en el que la etapa 1), o las etapas 11) y/o 12), se llevan a cabo actuando dichos medios de accionamiento y/o frenado de cada uno de dichos pilotes de una manera tal que dicha plataforma se desplaza hacia arriba con respecto a dichos pilotesy el peso de dicha plataforma, y por consiguiente también el peso de todos los componentes aplicados adicha plataforma, causa el hincamiento de los pilotes .
20. Procedimiento de instalación según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 15, en el que las pilas tienen un extremo inferior, ya sea integral o accesorio, en forma de zapata, y en el que la etapa 1) consiste en llevar a cabo las acciones necesarias para completar el empotramiento de dicha zapata en el lecho marino en la medida prevista.
21. Procedimiento de instalación según la reivindicación 20, en el que dicha zapata comprende un cuerpo de zapata sustancialmente horizontal y al menos un saliente que emerge de la cara inferior de dicho cuerpo de zapata y que tiene un perfil ahusado en sentido descendente .
22. Procedimiento de instalación según una cualquiera de las reivindicaciones 20 y 21, en el que dicha etapa 1) se lleva a cabo actuando dichos medios de accionamiento y/o frenado de cada una de dichas pilas de una manera tal que dicha plataforma se desplaza hacia arriba con respecto a dichas pilas y el peso de dicha plataforma, y por consiguiente también el peso de todos los componentes aplicados a dicha plataforma, causa el empotramiento de las zapatas.
23. Procedimiento de instalación según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que dichos medios de flotación están formados por una sola unidad de flotación.
24. Procedimiento de instalación según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 22, en el que dichos medios de flotación comprenden una pluralidad de unidades de flotación.
25. Procedimiento de instalación según la reivindicación 24, en el que varias unidades de flotación de dichos medios de flotación incluyen unos terceros medios de sujeción tales que la interacción entre dichos terceros medios de sujeción de distintas unidades de flotación produce la sujeción mutua de los mismos.
26. Procedimiento de instalación según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que dichos medios de flotación están motorizados, de tal manera que el conjunto de transporte es un conjunto de transporte auto-propulsado.
27. Procedimiento de instalación según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que el fuste proporcionado en la etapa a) está formado por tramos de fuste.
28. Procedimiento de instalación según la reivindicación 27, en el que al menos uno de dichos tramos de fuste está formado por dovelas .
29. Procedimiento de instalación según una cualquiera de las reivindicaciones 27 y 28, en el que la aplicación de dicho fuste a dicha plataforma en la posición relativa de uso en la condición instalada de la torre, según la etapa c) , se lleva a cabo por piezas, es decir, o bien mediante un proceso de colocación dovela a dovela hasta la condición instalada de la torre o bien mediante un proceso de colocación tramo a tramo hasta la condición instalada de la torre una vez que dichos tramos han sido premontados, o bien mediante un proceso de colocación que sea combinación de los dos procesos antedichos .
30. Procedimiento de instalación según una cualquiera de las reivindicaciones 27 a 29, en el que dicho fuste es de auto- despliegue telescópico.
31. Procedimiento de instalación según la reivindicación 30, en el que el fuste está en condición replegada durante la etapa j ) .
32. Procedimiento de instalación según la reivindicación 7, en el que los tirantes se anclan de tal manera que de cada zona inferior de una pila parten dos tirantes, cada uno de ellos hacia un carrete cercano a cada una de las otras dos pilas, de modo que, en la condición instalada de la torre, cuando dichos tirantes están tensos, en cada superficie imaginaria delimitada por dos pilas se encuentran dos tirantes formando una cruz de San Andrés .
33. Equipo para llevar a cabo un procedimiento de instalación según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque comprende un fuste de torre, al menos tres pilas, tirantes, una plataforma destinada a soportar dicho fuste y a apoyar a su vez sobre dichas pilas, y medios de flotación, estando aplicadas dichas pilas a dicha plataforma de una manera tal que dichas pilas están esencialmente verticales y cada una de dichas pilas se puede desplazar axialmente, es decir, en una dirección paralela al eje longitudinal de la propia pila, con respecto a dicha plataforma, incluyendo cada una de dichas pilas una zona superior destinada a quedar a nivel con dicha plataforma en la condición instalada de la torre, y una zona inferior destinada a recibir al menos dos de dichos tirantes y situada por debajo de dicha zona superior y por encima del nivel previsto del lecho marino en la condición instalada de la torre.
34. Equipo según la reivindicación 33, en el que dichos tirantes son flexibles .
35. Equipo según la reivindicación 34, en el que dichos tirantes son tendones de acero o de fibra de carbono.
36. Equipo según una cualquiera de las reivindicaciones 33 a
35, en el que dicha zona superior está destinada a quedar por encima de la cota máxima de oleaje aplicable en la condición instalada de la torre .
37. Equipo según una cualquiera de las reivindicaciones 33 a
36, en el que dichos medios de flotación son reutilizables .
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