Generador eólico.

Generador eólico de eje vertical formado por un rotor generador (1) con capacidad de rotación en torno a un estator

(5) en el extremo superior de una torre soporte (10), el rotor generador (1) provisto de una pluralidad de imanes (11) permanentes o electroimanes de excitación controlada y el estator (5) de una pluralidad de bobinas donde el estator (5) está comprendido en el interior del rotor generador (1) que a su vez comprende una pluralidad de elementos aerodinámicos (2) acoplados de forma radial al mismo y configurados para recibir el viento incidente. Preferentemente, el generador comprenderá una carcasa deflectora (3) giratoria respecto a un primer eje (9) definido por la torre soporte (10), una estructura articulada (4) que unirá la carcasa deflectora (3) a la torre soporte (10) y un sistema de orientación (7) acoplado a dicha estructura articulada (4) que determinará la posición de la carcasa deflectora (3).

Tipo: Patente de Invención. Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: P201330482.

Solicitante: ALONSO ARISTA, Javier.

Nacionalidad solicitante: España.

Inventor/es: ALONSO ARISTA,Javier.

Fecha de Publicación: .

Clasificación Internacional de Patentes:

  • SECCION F — MECANICA; ILUMINACION; CALEFACCION;... > MAQUINAS O MOTORES DE LIQUIDOS; MOTORES DE VIENTO,... > MOTORES DE VIENTO > Motores de viento con un eje de rotación dispuesto... > F03D3/04 (implicando medios fijos para el guiado del viento, p. ej. mediante conjuntos de álabes o canales directores)
  • SECCION F — MECANICA; ILUMINACION; CALEFACCION;... > MAQUINAS O MOTORES DE LIQUIDOS; MOTORES DE VIENTO,... > MOTORES DE VIENTO > F03D3/00 (Motores de viento con un eje de rotación dispuesto sustancialmente perpendicular al flujo de aire que entra al rotor (su control F03D 7/00))
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Generador eólico.

Fragmento de la descripción:

Generador eólico.

Objeto de la invención

La presente invención tiene aplicación en el sector de los aerogeneradores y de las adaptaciones realizadas sobre los mismos encaminadas a la optimización de uso y a su protección.

Más concretamente, el objeto de la invención se centra en un generador de energía eólica de eje vertical con capacidad para generar energía eléctrica tanto para uso doméstico en viviendas aisladas de poblaciones, mediante volcado en acumuladores o mediante volcado en la red eléctrica, como para generación eléctrica de media potencia, de igual manera, para su volcado en la red eléctrica.

Asimismo, es objeto de la invención, proveer un dispositivo de generación de energía eléctrica en viviendas de división horizontal o vertical encuadradas en poblaciones, con volcado a la red eléctrica general, capaz de ofrecer ventajas en seguridad y reducción de ruido inherente al mecanismo presentado.

Así mismo, es objeto de la invención, proveer al dispositivo de unos medios capaces de proteger la configuración del mismo y de optimizar su funcionamiento. La optimización del funcionamiento involucra la capacidad, por parte de dichos medios, de conducir el flujo de aire en la dirección adecuada para extraer el mayor rendimiento posible y de blindar las zonas en las que el flujo de aire produzca un efecto negativo para la producción de energía.

Finalmente, es objeto de la invención proveer al dispositivo de unos medios capaces de permitir la utilización de dichos generadores de energía eólica en zonas geográficas con vientos aprovechables reduciendo, con dichos medios, la incidencia del dispositivo generador en entornos de fauna protegida.

Antecedentes de la invención

Como referencia del estado de la técnica, cabe señalar algunas de las invenciones de las que el solicitante tiene conocimiento. Concretamente, el Modelo de Utilidad ES1070084U describe una carcasa protectora para un rotor de tipo Savonius compuesta por un conjunto de álabes formando un cilindro longitudinalmente ranurado que rodea al rotor Savonius igualmente formado por un conjunto de álabes formando un cilindro longitudinalmente ranurado de ejes coaxiales. Dicha carcasa además de proteger el rotor, elimina la resistencia del viento en contra y canaliza y maximiza el aire que llega al molino. Dicha invención contempla la protección y optimización del funcionamiento del molino pero no contempla la modificación automática de la carcasa para aumentar o disminuir la cantidad de flujo de aire incidente en el molino. Así mismo, no incorpora medios de protección para vientos superiores al nominal o extremos.

La solicitud de patente ES2010526 describe perfeccionamientos en aparatos captadores de energía eólica. La solicitud se refiere a un captador eólico de eje vertical con cuatro brazos o aspas perpendiculares y equidistantes a una torreta envolvente, portante de cuatro velas en la zona comprendida entre dichos brazos y la zona superior de la torreta. Las velas están formadas por una pluralidad de pequeñas bandas horizontales o tiras que giran y que están sujetas sólo por su lado superior actuando como válvulas que se posicionarán de forma horizontal cuando el viento incida por un lado y vertical al apoyar sobre una malla cuando actúa por la cara contraria, generando con ello un par de giro en torno a la estructura mencionada. La invención aumenta la superficie de captación del aire ofreciendo un rendimiento mayor. Además, no contamina, es barato y fácilmente escalable. No obstante, no ofrece medios de protección del dispositivo ni permite el funcionamiento del mismo con vientos superiores al nominal o extremos.

Según lo expuesto anteriormente, las invenciones hasta ahora conocidas por el estado de la técnica no contemplan generadores eólicos provistos de medios de protección diseñados para optimizar el rendimiento del generador y capaces de soportar y permitir el funcionamiento de los mismos en caso de vientos superiores al nominal o en caso de vientos extremos.

Descripción de la invención

De esta forma, el generador eólico que la presente invención propone, se configura como una mejora frente a lo conocido en el mercado y en el estado de la técnica puesto que consigue alcanzar satisfactoriamente los objetivos anteriormente señalados como idóneos para la técnica.

La invención consiste en un generador eólico de eje vertical formado por un rotor generador con capacidad de rotación en torno a un estator en el extremo superior de una torre soporte, el rotor generador provisto de una pluralidad de imanes permanentes o electroimanes de excitación controlada y el estator de una pluralidad de bobinas, donde dicho estator está comprendido en el interior del rotor generador, el cual a su vez comprende una pluralidad de elementos aerodinámicos acoplados de forma radial al mismo y configurados para recibir el viento incidente. De forma preferente, los elementos aerodinámicos estarán compuestos por superficies cóncavas y convexas a fin de maximizar el coeficiente de arrastre cuando reciban el viento por el lado cóncavo, y, minimizar el mismo cuando la superficie trabaje contra el medio (aire circundante) por el lado convexo.

Preferentemente, los elementos aerodinámicos consistirán en cazoletas, no obstante, otras realizaciones pueden ser posibles, como por ejemplo, palas o cubetas, siempre que dichos elementos aerodinámicos ofrezcan una superficie que permita recibir el viento incidente y activar el movimiento del rotor en torno al estator, y, que comprendan extremos, tanto interiores como exteriores respecto al cuerpo central del generador eólico, de forma que los elementos aerodinámicos se diferencien del brazo que los une al rotor generador.

La invención no precisa la intervención de ninguna caja multiplicadora ni de sistemas de engranajes de ningún tipo con lo que el generador girará a la misma velocidad que el conjunto formado por el rotor generador y la pluralidad de elementos aerodinámicos. Girará a una velocidad relativamente baja pero apta para generar energía para uso doméstico o para volcados en la red eléctrica mediante el uso de un generador de configuración multipolar.

Por otra parte, la invención contempla la excitación del generador mediante la integración de

imanes permanentes o de electroimanes de excitación controlada en el rotor dispuestos para girar alrededor de bobinas situadas en el estator. La excitación del rotor puede estar encomendada a una pluralidad de bobinas alimentadas directamente desde la red eléctrica o acumuladores en el caso de que la invención funcione como un sistema aislado de la red eléctrica.

En una realización preferente, el estator está fijo a la torre soporte. De esta forma, al estar el estator interiormente encerrado por el rotor y fijo a la torre soporte, la invención permite que el cableado de potencia que lleva la energía eléctrica hacia el consumo baje directamente por la torre soporte sin necesidad de anillos rozantes, generadores auxiliares u otro artilugio que permita el giro relativo entre estator y torre soporte. Así, la invención proporciona una mayor fiabilidad en su funcionamiento y un mantenimiento menos exigente a lo largo de la vida de uso del generador eólico.

En una realización preferente, el generador comprende una carcasa deflectora montada de forma giratoria respecto a un primer eje definido por la torre soporte, provista de una sección longitudinal susceptiblemente cóncava entre sus extremos finales y de una sección transversal en C capacitada para permitir el paso de los elementos aerodinámicos por su interior. Mediante la carcasa deflectora, la invención provee medios para que aquellos elementos aerodinámicos, que en su giro queden dispuestos para contribuir...

 


Reivindicaciones:

1.- Generador eólico de eje vertical formado por un rotor generador (1) con capacidad de rotación en torno a un estator (5) en el extremo superior de una torre soporte (10), el rotor generador (1) provisto de una pluralidad de imanes (11) permanentes o electroimanes de excitación controlada y el estator (5) de una pluralidad de bobinas caracterizado por que el estator (5) está comprendido en el interior del rotor generador (1) el cual a su vez comprende una pluralidad de elementos aerodinámicos (2) acoplados de forma radial al mismo y configurados para recibir el viento incidente.

2.- Generador, según la reivindicación 1, caracterizado por que los elementos aerodinámicos (2) consisten en cazoletas.

3.- Generador, según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que el estator (5) está fijo a la torre soporte (10).

4.- Generador, según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que comprende una carcasa deflectora (3) montada de forma giratoria respecto a un primer eje (9) definido por la torre soporte (10), provista de una sección longitudinal susceptiblemente cóncava entre sus extremos finales y de una sección transversal en C capacitada para permitir el paso de los elementos aerodinámicos (2) por su interior.

5.- Generador, según la reivindicación 4, caracterizado por que la carcasa deflectora (3) está ligada a la torre soporte (10) mediante una estructura articulada (4) sujeta a la misma mediante elementos que permiten su giro relativo.

6.- Generador, según la reivindicación 5, caracterizado por que comprende un sistema de orientación (7) acoplado a la estructura articulada (4) y que comprende unos medios para la determinación de la posición de la carcasa deflectora (3), donde dichos medios están seleccionados entre uno de los siguientes:

medios aerodinámicos, o

medios electro-mecánicos, o

medios hidráulico-mecánicos.

7.- Generador, según la reivindicación 6, caracterizado por que el sistema de orientación (7) acoplado a la estructura articulada (4) define en rotación un segundo eje (6) de giro.

8.- Generador, según cualquiera de las reivindicaciones 6 a 7, caracterizado por que los medios aerodinámicos consisten en una veleta.

9.- Generador, según cualquiera de las reivindicaciones 6 a 8, caracterizado por que los medios electro-mecánicos o hidráulico-mecánicos están comandados por un procesador que determina la posición de la carcasa deflectora (3) a partir de los datos recibidos de unos sensores de dirección y velocidad de viento.

10.- Generador, según la reivindicación 6, caracterizado por que el sistema de orientación (7) es susceptible de desplazarse angularmente respecto al segundo eje (6) a lo largo del área definida por dicha estructura articulada (4).

11.- Generador, según la reivindicación 10, caracterizado por que el sistema de orientación (7) incorpora elementos elásticos de retención (8) fijados a la estructura articulada (4) para permitir un desplazamiento entre los extremos de la estructura articulada (4) y su retorno a la posición inicial en función del viento incidente.

12.- Generador, según cualquiera de las reivindicaciones 4 a 11, caracterizado por que la carcasa deflectora (3) tiene un extremo final configurado para direccionar el viento incidente hacia los elementos aerodinámicos (2).

13.- Generador, según la reivindicación 12, caracterizado por que la carcasa deflectora (3) está terminada en uno de sus extremos finales por una pestaña (12) angulada en su extremo libre capacitada para modificar la trayectoria del viento incidente.

14.- Generador, según la reivindicación 13, caracterizado por que el ángulo de apertura de la pestaña (12) respecto al extremo final de la carcasa deflectora (3) está definido por el extremo interior del elemento aerodinámico (2) más próximo a dicha pestaña (12).