Método para parar un aerogenerador con control de "paso variable" comprendiendo al menos una pala y un sistema de "paso variable" para ajustar el ángulo de paso de la pala que permite girar dicha al menos una pala hacia la posición de bandera o hacia la posición cero,

que incluye el paso de girar al menos una pala hacia la posición de bandera o hacia la posición cero de manera que se minimicen las cargas de la pala. Dicho paso se lleva a cabo teniendo en cuenta el estado de una o más de las siguientes condiciones operacionales: el ángulo de paso de la pala, el ángulo de ataque de la pala, la velocidad del viento, las cargas en la pala.

Método para parar un aerogenerador.

Campo de la invención

La invención se refiere a un método para parar un aerogenerador y más en particular a un método para parar un aerogenerador dependiendo de una ó más condiciones operacionales del aerogenerador.

Antecedentes

Los aerogeneradores son dispositivos que convierten energía mecánica en energía eléctrica. Un aerogenerador típico incluye una góndola montada sobre una torre que alberga un tren de potencia para transmitir la rotación de un rotor a un generador eléc- trico.

La eficiencia de un aerogenerador depende de muchos factores. Uno de ellos es la orientación de las palas del rotor respecto a la dirección de la corriente del viento que es controlada normalmente por un sistema de regulación de paso que permite ajustar el ángulo de paso de las palas del rotor para mantener la velocidad del rotor en un valor constante o dentro de un rango dado. En otro caso, especialmente con altas velocidades de viento, la carga del rotor excedería los límites establecidos por la resistencia estructural del aerogenerador.

Hay dos métodos básicos para controlar la potencia de un aerogenerador cambiando el ángulo de paso de las palas del rotor: el método de control de "paso variable" y el método de control por "pérdida".

En el método de control de "paso variable" el ángulo de paso de las palas del rotor se cambia hacia un menor ángulo de ataque para reducir la potencia capturada y hacia un mayor ángulo de ataque para incrementar la potencia capturada. Este método permite un control preciso y estable de la potencia aerodinámica capturada y de la velocidad del rotor.

En el método de control por "pérdida", el ángulo de paso de las palas del rotor se cambia hacia un mayor ángulo de ataque hasta el punto en el que el flujo se separa de la superficie de las palas del rotor, limitando consecuentemente la potencia aerodinámica capturada.

La parada de un aerogenerador es una de las operaciones más críticas porque implica grandes cargas para los componentes del aerogenerador.

En los aerogeneradores con control de "paso variable", la operación de parada incluye el paso de girar las palas con el borde de salida apuntando en la dirección del viento hasta que alcanzan su posición de bandera. Este paso puede implicar grandes cargas en las palas, especialmente cuando la operación de parada se inicia a grandes ángulos de ataque.

En los aerogeneradores con control por "pérdida", la operación de parada incluye el paso de girar las palas con el borde de salida apuntado contra la dirección del viento hasta que alcanza su posición a cero. Este paso puede implicar grandes cargas en las palas, especialmente cuando la operación de parada se inicia a pequeños ángulos de ataque.

Estas dos opciones no son completamente satisfactorias y la presente invención está orientada a la solución de ese inconveniente.

Sumario de la invención

Un objeto de la invención es proporcionar un método mejorado para parar un aerogenerador con control de "paso variable" minimizando las cargas en las palas.

Otro objeto de la invención es proporcionar un método mejorado para parar un aerogenerador con control de "paso variable" cuando una de las palas del aerogenerador está bloqueada.

Estos y otros objetos de la presente invención se consiguen proporcionando un método para parar un aerogenerador con control de "paso variable" comprendiendo al menos una pala y un sistema de "paso variable" para ajustar el ángulo de paso de la pala que permite girar dicha al menos una pala hacia la posición de bandera o hacia la posición cero, que incluye el paso de girar al menos una pala hacia la posición de bandera o hacia la posición cero de manera que se minimicen las cargas de la pala.

En una realización, el método para parar un aerogenerador con control de "paso variable" cuando una pala está bloqueada incluye el paso de girar la otra pala o palas hacia la posición cero. De esta manera se consigue un método de parada eficiente respecto a las cargas especialmente para aerogeneradores con dos palas.

Otras características y ventajas de la presente invención se desprenderán de la descripción detallada que sigue en relación con las figuras que se acompañan.

Breve descripción de las figuras

La Figura 1 muestra la sustentación y la resistencia de una pala de aerogenerador en función del ángulo de ataque.

La Figura 2 muestra esquemáticamente la sustentación en las palas de un aerogenerador de dos palas cuando, teniendo una pala bloqueada, se para girando las palas hacia la posición de bandera.

La Figura 3 muestra esquemáticamente la sustentación en las palas de un aerogenerador de dos palas cuando, teniendo una pala bloqueada, se para girando las palas hacia la posición cero.

Descripción detallada de las realizaciones preferidas

Como puede verse en la Figura 1 la sustentación 11 y la resistencia 13 que actúan sobre una pala dependen del ángulo de ataque AOA.

Si la operación de parada de un aerogenerador con control de "paso variable" se inicia cuando está operando con las palas en la zona 15 de la Figura 1, es decir a pequeños ángulos de ataque, las palas se mueven hacia un negativo AOA y consecuentemente las palas se deflectarán hacia delante. En la misma situación, en la operación de parada de un aerogenerador con control por "pérdida" las palas se mueven hacia un positivo AOA y consecuentemente las palas tendrán la máxima sustentación 11 y por ello posiblemente grandes deflexiones.

Si la operación de parada de un aerogenerador con control de "paso variable" se inicia cuando está operando con las palas en la zona 17 de la Figura 1, es decir a grandes ángulos de ataque, las palas se mueven hacia un negativo AOA y consecuentemente las palas se deflectarán hacia delante. En la misma situación, en la operación de parada de un aerogenerador con control por "pérdida" las palas se mueven hacia un positivo AOA y consecuentemente la sustentación 11 permanecerá en las palas pero la resistencia 13 frenará la velocidad de rotación y por ello la sustentación 11 también decrecerá.

De acuerdo con la presente invención, en la misma situación, la operación de parada se lleva a cabo girando las palas hacia la posición cero cuando las palas están en la zona 17 y hacia la posición de bandera cuando las palas están en la zona 15.

En términos generales, la operación de parada de acuerdo con la presente invención, que es aplicable a aerogeneradores con una o más palas, se lleva cabo girando la(s) pala(s) del aerogenerador hacia la posición de bandera o hacia la posición cero dependiendo de una o más de las siguientes condiciones operacionales: el ángulo de paso de la pala, el ángulo de ataque de la pala, la velocidad del viento, las cargas en la pala y la capacidad de giro de la pala.

Un requerimiento del método de la presente invención es que el aerogenerador debe comprender un sistema eléctrico de paso variable con un engranaje y un anillo dentado en el cojinete de la pala o cualquier otro sistema que proporcione a las palas una capacidad completa de giro de 180 grados.

La presente invención es particularmente ventajosa para hacer frente a aquellas situaciones en las que una pala está bloqueada, especialmente en el casa de aerogeneradores de dos palas.

En el caso de una parada de un aerogenerador con control de "paso variable" típico con dos palas 21, 23, cuando una pala 21 está bloqueada, la secuencia de la operación de parada es la siguiente: inicialmente ambas palas 21, 23 movidas por el viento W están operadas con un AOA típico para los perfiles a lo largo de la pala de, por ejemplo, 10 grados y por tanto tendrán una sustentación positiva L1 generando empuje y la consiguiente flexión de las palas 21, 23. A continuación, la pala 23 se gira hacia un AOA negativo y por tanto tendrá una sustentación negativa L2 proporcionado a la pala 23 una flexión opuesta a la de la otra pala 23, como se muestra en la Fig. 2, generando grandes momentos angulares e inclinados.

Sin embargo, en la misma situación, de acuerdo con el método de parada de la presente invención, la pala 23 se gira hacia un AOA positivo y por tanto la sustentación L3 alcanzará inicialmente un valor máximo, luego decrecerá un poco y la fuerza de resistencia sobre la pala 23 detendrá...

1. Un método para parar un aerogenerador con control de "paso variable" que comprende al menos una pala y un sistema de "paso variable" para ajustar el ángulo de paso de la pala que permite girar dicha al menos una pala hacia la posición de bandera o hacia la posición cero, caracterizado porque incluye el paso de girar al menos una pala hacia la posición de bandera ó hacia la posición cero de manera que se minimicen las cargas de la pala.

2. Un método para parar un aerogenerador según la reivindicación 1, caracterizado porque dicha al menos una pala se gira hacia la posición de bandera o hacia la posición cero dependiendo del estado de una o más de las siguientes condiciones operacionales: el ángulo de paso de la pala, el ángulo de ataque de la pala, la velocidad del viento, las cargas en la pala.

3. Un método para parar un aerogenerador según la reivindicación 2, caracterizado porque dicha al menos una pala se gira hacia la posición cero en las siguientes situaciones:

- cuando la velocidad del viento está comprendida entre 10-14 m/s;

- cuando el ángulo de paso es menor o igual a 10 grados.

4. Un método para parar un aerogenerador según la reivindicación 2, caracterizado porque dicha al menos una pala se gira hacia la posición de bandera cuando el ángulo de paso es mayor de 10 grados.

5. Un método para parar un aerogenerador según la reivindicación 1, caracterizado porque el aerogenerador comprende dos o más palas y porque cuando una de las palas está bloqueada la otra pala ú otras palas se giran hacia la posición cero.