INSTALACIÓN DE ENERGÍA EÓLICA CON UN GENERADOR AUXILIAR Y PROCEDIMIENTO PARA SU CONTROL.

Instalación de energía eólica con - un rotor - un generador (6) para generar energía eléctrica,

- al menos una pala de rotor (1) alojada de forma giratoria, que para ajustar el ángulo de inclinación puede ajustarse alrededor de su eje longitudinal, - un control para el ajuste de palas de rotor y - un generador auxiliar (8) para generar energía eléctrica para al menos un consumidor (12, 13, 14, 15, 16), en la que - el generador auxiliar (8) está acoplado con el rotor a través de un engranaje (4) y, en un intervalo de números de revoluciones del rotor con un número de revoluciones más bajo en comparación con el servicio normal, genera energía eléctrica para el control para el ajuste de palas de rotor y para un accionamiento para ajustar el ángulo de inclinación de la al menos una pala de rotor, caracterizada porque el control controla o regula el ángulo de inclinación para un servicio duradero en el intervalo de números de revoluciones

La presente invención se refiere a una instalación de energía eólica con un rotor y con un generador que, accionado por el rotor, genera energía eléctrica. Al menos una pala de rotor está alojada en un cubo de rotor, pudiendo ajustarse alrededor de su eje longitudinal. La instalación de energía eólica posee un generador auxiliar que, accionado por el rotor, genera energía eléctrica para al menos un consumidor.

Por el documento DE10233589A1 se conoce una instalación de energía eólica con un generador multietapa. En la instalación de energía eólica están previstas diferentes etapas de generador para diferentes velocidades de viento, que pueden conectarse o desconectarse opcionalmente. Mediante las múltiples etapas de generador se pretende aprovechar de forma efectiva para la generación de corriente un amplio intervalo de diferentes intensidades de viento.

Por el documento DE19644705 se conoce un dispositivo de ajuste par las palas de rotor. Durante el ajuste de las palas de rotor, éstas se ponen en una posición transversal, la llamada posición de bandera en la que la instalación de energía eólica se para. El dispositivo de ajuste posee un generador auxiliar que está instalado estando unido fijamente con la cabeza de la torre / con el rotor y que obtiene la energía a partir del movimiento de giro del rotor con respecto a la cabeza de torre. Con la

dispositivo para ajustar el ángulo de inclinación de las palas de rotor con un circuito eléctrico de emergencia. El circuito eléctrico de emergencia posee un generador de imán permanente que está conectado con los motores para ajustar el ángulo de inclinación, de tal forma que, después de la conexión del circuito eléctrico de emergencia, se ponen en la posición de bandera. Durante elevados números de revoluciones del árbol de rotor se consigue también una alta velocidad de desplazamiento de las palas de rotor.

Por el documento DE10153644C2 se conoce una instalación de energía eólica con una transmisión de energía sin contacto de una parte fija de la instalación de energía eólica al rotor. Para ello, una máquina asincrónica, cuyo bastidor está unido con la parte fija de

Por el documento DE368799 se conoce un dispositivo de regulación para una instalación de energía eólica, en el que un generador autoexcitado y un generador excitado independientemente se hacen funcionar junto con acumuladores, de tal forma que la tensión se mantiene automáticamente y se cubre un consumo de corriente variable de los consumidores conectados.

Por el documento EP1286049A2 se conoce una instalación de energía eólica con un dispositivo de estabilización que estabiliza el rotor activamente en una posición de giro con poca carga (posición de aparcamiento). Adicionalmente, se conoce un dispositivo de alimentación de energía propio, especialmente en forma de una instalación de energía eólica auxiliar montada en la sala de máquinas de la instalación de energía eólica.

Por el documento DE2742559 se conoce una instalación de energía eólica en la que en el mástil está dispuesta una turbina auxiliar que presenta un dispositivo para transmitir la energía eléctrica o hidráulica generada por él a un dispositivo de ajuste de palas de rotor y al dispositivo de pivotamiento de la instalación de energía eólica. Para ello, la turbina auxiliar prevé, o bien, un generador propio que genera la energía eléctrica, o bien, una bomba de aceite propia que genera una presión adecuada para un líquido hidráulico.

Frecuentemente, las instalaciones de energía eólica modernas presentan un dispositivo de ajuste, el llamado accionamiento de pitch que puede ajustar la pala de rotor alrededor de su eje longitudinal, por lo que es posible una adaptación a diferentes velocidades de viento.

En caso de necesidad de desconectar una instalación de energía eólica de este tipo, las palas de rotor se ponen en su posición de bandera a través de los accionamientos de pitch, es decir, las palas de rotor están en posición sustancialmente transversal (90º) con respecto a la orientación normal. En esta posición, el rotor puede mantenerse parado de forma duradera mediante un freno de detención u otro dispositivo de estabilización. No obstante, frecuentemente el rotor no se mantiene parado mediante un freno, sino que el rotor entra en barrena en el viento, es decir que gira y, por tanto, también gira la cadena cinemática unida con el rotor, incluido el generador, estando el generador desconectado de la red. Este estado se denomina régimen de barrena. Durante él, en función de la velocidad y la dirección del viento se produce un número de revoluciones irregular de pocas revoluciones por minuto, mientras que el número de revoluciones en el régimen normal de la instalación de energía eólica es sensiblemente más alto, por ejemplo dentro del intervalo de 15 a 20 revoluciones por minuto.

Generalmente, se exige que las palas de rotor también puedan ponerse en la posición de bandera en caso de fallar la alimentación eléctrica. Para ello, normalmente, están previstos depósitos de energía, por ejemplo acumuladores o condensadores en accionamientos de pitch eléctricos y depósitos de presión en accionamientos hidráulicos, de los que se toma la energía necesaria para el ajuste único de las palas de rotor a la posición de bandera. Frecuentemente, los depósitos de energía están dimensionados de tal forma que están agotados después del procedimiento de ajuste único y sólo se vuelven a recargar cuando se reanude el servicio normal. El documento DE20020232U1 propone el uso de un generador auxiliar para girar las palas de rotor de forma segura a la posición de bandera.

Para la alimentación transitoria del control de la instalación de energía eólica en caso de un fallo de la red, habitualmente existe una alimentación eléctrica sin interrupciones, usual en el mercado, sobre la base de acumuladores, que está concebida para alimentar de corriente al control de la instalación de energía eólica durante un breve tiempo, de modo que, por ejemplo, a través de una vigilancia remota puede emitirse un mensaje de que el sistema operativo se ha apagado debidamente y/o que se ha desconectado el control.

En las instalaciones de energía eólica en la mar (offshore) se exige que incluso en caso de un fallo más prolongado de la red eléctrica, de varios días o semanas, la instalación de energía eólica sea capaz de alimentar de corriente de emergencia a componentes esenciales. Para este fin, habitualmente está previsto un generador diésel que debe alimentarse de una cantidad correspondientemente grande de diésel. Para obtener un estado impecable del diésel y del generador diésel es preciso un considerable esfuerzo de mantenimiento, entre otras cosas, el diésel tiene que recircularse continuamente o al menos regularmente y cambiarse en intervalos de tiempo determinados. El gasto de ello es considerable, y además, el manejo de carburante diésel en la mar pone en peligro el medio ambiente.

La presente invención tiene el objetivo de proporcionar, en caso de un fallo de la red, una alimentación de emergencia que pueda realizarse con un bajo gasto y que durante el servicio normal requiera poco mantenimiento y no suponga ningún peligro para el medio ambiente.

Según la invención, el objetivo se consigue mediante una instalación de energía eólica con las características de la reivindicación 1. Algunas variantes de la instalación de energía eólica son objeto de las reivindicaciones subordinadas. Asimismo, el objetivo se consigue mediante el procedimiento de control según la reivindicación 21.

La instalación de energía eólica según la invención posee un rotor y un generador accionado por éste, que genera energía eléctrica prevista especialmente para ser alimentada a una red. Al menos una pala de rotor está alojada en un cubo de rotor de forma giratoria alrededor de su eje longitudinal. Asimismo, está previsto un generador auxiliar que, accionado por el rotor, genera energía eléctrica para al menos un consumidor. Según la invención, el generador auxiliar acoplado con el rotor a través de un engranaje está concebido para un número de revoluciones del rotor que se ajusta para una pala de rotor puesta en la posición de bandera....

1. Instalación de energía eólica con -un rotor -un generador (6) para generar energía eléctrica, -al menos una pala de rotor (1) alojada de forma

giratoria, que para ajustar el ángulo de inclinación puede ajustarse alrededor de su eje longitudinal, -un control para el ajuste de palas de rotor y

- el generador auxiliar (8) está acoplado con el rotor a través de un engranaje (4) y, en un intervalo de números de revoluciones del rotor con un número de revoluciones más bajo en comparación con el servicio normal, genera energía eléctrica para el control para el ajuste de palas de rotor y para un accionamiento para ajustar el ángulo de inclinación de la al menos una pala de rotor, caracterizada porque el control controla o regula el ángulo de inclinación para un servicio duradero en el intervalo de números de revoluciones.

2. Instalación de energía eólica según la reivindicación 1, caracterizada porque cada pala de rotor está provista respectivamente de un accionamiento para ajustar el ángulo de inclinación, que puede alimentarse respectivamente por el generador auxiliar (8).

3. Instalación de energía eólica según una de las reivindicaciones 1 ó 2, caracterizada porque están previstos un control para el ángulo de la sala de máquinas y un accionamiento acimutal para ajustar la orientación de la sala de máquinas con el rotor, siendo alimentado de

energía el accionamiento acimutal por el generador auxiliar (8).

4. Instalación de energía eólica según una de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizada porque están previstos medios de conexión que conectan el generador auxiliar para el accionamiento por el rotor en caso de una falta de alimentación eléctrica por la red.

5. Instalación de energía eólica según la reivindicación 4, caracterizada porque los medios de conexión son mecánicos, hidráulicos, neumáticos y/o eléctricos.

6. Instalación de energía eólica según la reivindicación 5, caracterizada porque como medios de conexión está previsto un acoplamiento (9) que está abierto durante el servicio normal y que cierra automáticamente en caso de un fallo de la red.

7. Instalación de energía eólica según la reivindicación 6, caracterizada porque el acoplamiento (9) cierra con un retraso de tiempo.

8. Instalación de energía eólica según la reivindicación 6 ó 7, caracterizada porque, durante el servicio normal, el acoplamiento (9) se abre de forma mecánica, neumática, eléctrica y/o hidráulica.

9. Instalación de energía eólica según la reivindicación 6 ó 7, caracterizada porque al exceder un primer número de revoluciones predeterminado el acoplamiento abre automáticamente y al quedar por debajo de un segundo número de revoluciones predeterminado cierra automáticamente.

10. Instalación de energía eólica según la reivindicación 9, caracterizada porque el primer número de revoluciones predeterminado es igual al segundo número de revoluciones predeterminado.

11. Instalación de energía eólica según la reivindicación 9, caracterizada porque el segundo número de revoluciones predeterminado corresponde aproximadamente al número de revoluciones para el generador auxiliar (8).

12. Instalación de energía eólica según una de las reivindicaciones 5 a 11, caracterizada porque está revisto un freno que se acciona antes de la conexión del generador auxiliar, hasta que se haya alcanzado un número de revoluciones previsto para el generador auxiliar.

13. Instalación de energía eólica según una de las reivindicaciones 1 a 12, caracterizada porque, durante el servicio normal, el generador auxiliar (8) se acciona por el rotor, y se establece una conexión eléctrica con los consumidores (12, 13, 14, 15, 16) cuando se ha alcanzado el número de revoluciones previsto para el generador auxiliar.

14. Instalación de energía eólica según la reivindicación 13, caracterizada porque el medio de conexión presenta un contactor que está abierto durante el servicio normal y que cierra en caso de un fallo de la red.

15. Instalación de energía eólica según la reivindicación 14, caracterizada porque el contactor cierra con un retraso de tiempo.

16. Instalación de energía eólica según una de las reivindicaciones 13 a 15, caracterizada porque el medio de conexión presenta al mismo tiempo un rectificador, un convertidor y/o un ondulador.

17. Instalación de energía eólica según una de las reivindicaciones 1 a 16, caracterizada porque el generador auxiliar (8) es del tipo de construcción con excitación automática o permanente.

18. Instalación de energía eólica según una de las reivindicaciones 1 a 16, caracterizada porque el generador auxiliar (8) es del tipo de construcción con excitación independiente.

19. Instalación de energía eólica según una de las reivindicaciones 1 a 16, caracterizada porque el generador

(6) presenta medios de conexión que en un estado conectado permiten el funcionamiento del generador (6) como generador auxiliar.

20. Instalación de energía eólica según una de las reivindicaciones 1 a 19, caracterizada porque para una alimentación eléctrica sin interrupciones está previsto adicionalmente al menos un acumulador que se alimenta como consumidor por el generador auxiliar.

21. Procedimiento para el control de una instalación de energía eólica con un rotor que presenta al menos una pala de rotor, cuyo ángulo de inclinación puede ajustarse alrededor de su eje longitudinal, caracterizado por: -un modo de servicio con un número de revoluciones

reducido con respecto al servicio normal, en el cual un generador auxiliar genera potencia eléctrica, estando acoplado el generador auxiliar (8) con el rotor a través de un engranaje (4), y

- un control que ajusta el ángulo de inclinación de la pala de rotor para un servicio duradero del generador auxiliar con el número de revoluciones reducido, teniendo que ser alimentados por el generador auxiliar al menos el control y un accionamiento para ajustar la pala de rotor.