Método de optimización de una construcción de parque eólico.

Método de optimización de una construcción de parque eólico, parque (2) eólico que comprende al menos una primera turbina

(4) eólica y una segunda turbina (6, 6') eólica, caracterizado porque

- se selecciona una primera topología (44) de pala para la primera turbina (4) eólica dependiendo de un parámetro de optimización de ruido que se mide y/o predice en una posición (24) de referencia a una distancia (D) del parque (2) eólico, estando la primera topología (44) de pala asociada con bajas emisiones de ruido y una eficiencia energética correspondientemente baja; y

- se selecciona una segunda topología (46) de pala para la segunda turbina (6, 6') eólica dependiendo de un parámetro de optimización de eficiencia energética, de manera que la segunda turbina (6, 6') eólica tiene un mayor nivel de emisión de ruido que la primera turbina (4) eólica.

Tipo: Patente Europea. Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: E11160969.

Solicitante: SIEMENS AKTIENGESELLSCHAFT.

Nacionalidad solicitante: Alemania.

Dirección: WITTELSBACHERPLATZ 2 80333 MUNCHEN ALEMANIA.

Inventor/es: NIELSEN,SOEREN E.

Fecha de Publicación: .

Clasificación Internacional de Patentes:

  • SECCION F — MECANICA; ILUMINACION; CALEFACCION;... > MAQUINAS O MOTORES DE LIQUIDOS; MOTORES DE VIENTO,... > MOTORES DE VIENTO > F03D9/00 (Adaptaciones de los motores de viento para usos especiales; Combinaciones de motores de viento con los aparatos que accionan (disposiciones relativas a conjuntos de propulsión de vehículos alimientados por energía eólica B60K 16/00; bombas caracterizadas por su combinación con motores de viento F04B 17/02))
  • SECCION F — MECANICA; ILUMINACION; CALEFACCION;... > MAQUINAS O MOTORES DE LIQUIDOS; MOTORES DE VIENTO,... > MOTORES DE VIENTO > Motores de viento con el eje de rotación dispuesto... > F03D1/06 (Rotores)

PDF original: ES-2546882_T3.pdf

 

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Fragmento de la descripción:

MÉTODO DE OPTIMIZACIÓN DE UNA CONSTRUCCIÓN DE PARQUE EÓLICO

La invención describe un método de optimización de una construcción de parque eólico. La invención describe además una turbina eólica para un parque eólico de este tipo y un parque eólico con turbinas eólicas de este tipo.

Una turbina eólica genera ruido acústico durante el funcionamiento. La aceptación de la energía eólica como fuente de energía puede depender del nivel percibido de molestias por ruido. Se conocen diversos métodos de optimización de un parque eólico antes de su construcción real, en los que se utiliza el conocimiento sobre los niveles de ruido que generarán las turbinas eólicas, junto con el conocimiento sobre áreas sensibles a ruido, para determinar posiciones y configuraciones aceptables de las turbinas eólicas del parque eólico, de modo que puedan cumplirse uno o más criterios. El documento US 201070138201 A1 por ejemplo da a conocer un método para mejorar el diseño de una planta eólica, que tiene en cuenta el ruido percibido en determinadas zonas en las proximidades del parque eólico, y/o para maximizar el rendimiento. Antes de construir realmente el parque eólico, por tanto, pueden determinarse de antemano el tamaño y la posición de cada turbina eólica.

Aunque puede percibirse que el ruido se origina del parque eólico en su conjunto, también puede identificarse que una turbina eólica específica contribuye al ruido percibido. Es un problema conocido que un diseño de pala de turbina eólica optimizado para un mayor rendimiento de la turbina también está asociado con un nivel indeseablemente alto de ruido acústico. Las emisiones de ruido de una turbina eólica pueden reducirse proporcionando a la turbina eólica un menor diámetro de pala de rotor, es decir utilizando palas más cortas. En otro enfoque puede utilizarse una menor velocidad rotacional. El ángulo de paso de las palas de la turbina eólica también puede cambiarse, por ejemplo, para enfrentarse al viento con un ángulo más agudo. Sin embargo, todas estas medidas están directamente relacionadas con una reducción de la eficiencia energética de una turbina eólica. El documento EP 1 314 885 A1 enseña el uso de un panel estriado largo unido al borde de salida de una pala para aumentar la eficiencia de la turbina eólica. Sin embargo, un panel estriado de este tipo puede aumentar el nivel de ruido generado por una turbina eólica de este tipo, de modo que un parque eólico que comprende una pluralidad de tales turbinas eólicas podría generar un nivel de ruido inaceptablemente alto.

Por tanto, es un objetivo de la invención proporcionar un método de optimización de una construcción de parque eólico para reducir las emisiones de ruido del parque eólico.

El objetivo de la invención se alcanza mediante un método de optimización de una construcción de parque eólico según la reivindicación 1, mediante una turbina eólica para un parque eólico de este tipo según la reivindicación 10 y mediante un parque eólico según la reivindicación 11.

Según la invención, un método de optimización de la construcción de un parque eólico, que comprende al menos una primera turbina eólica y una segunda turbina eólica, comprende las etapas de seleccionar una primera topología de pala para la primera turbina eólica basándose en un parámetro de optimización de ruido que se mide y/o predice en una posición de referencia a una distancia del parque eólico, estando la primera topología de pala asociada con bajas emisiones de ruido y una eficiencia energética correspondientemente baja; y seleccionar una segunda topología de pala para la segunda turbina eólica basándose en un parámetro de optimización de eficiencia energética de manera que la segunda turbina eólica tiene un mayor nivel de emisión de ruido que la primera turbina eólica.

La construcción de un parque eólico comprende la instalación y/o planificación de un nuevo parque eólico o la modificación de un parque eólico ya operativo cuya emisión de ruido se sitúa por encima de un umbral, por ejemplo un umbral aceptable para las personas que viven dentro del área de alcance acústico del parque eólico. Con fines de planificación, el método según la invención puede usarse para simular las emisiones de ruido, por ejemplo en forma de software de simulación ejecutado en un ordenador. De este modo, el método según la invención hace posible descubrir o determinar un parque eólico optimizado con una disposición de turbinas eólicas del primer y el segundo tipo que mantiene las emisiones de ruido por debajo de un umbral.

Un parque eólico según la invención comprende al menos una primera turbina eólica y una segunda turbina eólica, en el que -se selecciona una primera topología de pala para la primera turbina eólica dependiendo de un parámetro de optimización de ruido que se mide y/o predice en una posición de referencia a una distancia del parque eólico, y estando la primera topología de pala asociada con bajas emisiones de ruido y una eficiencia energética correspondientemente baja; y -se selecciona una segunda topología de pala para la segunda turbina eólica dependiendo de un parámetro de optimización de eficiencia energética de manera que la segunda turbina eólica tiene un mayor nivel de emisión de ruido que la primera turbina eólica.

Por consiguiente, un parque eólico de este tipo comprende una pluralidad de primeras turbinas eólicas y segundas turbinas eólicas. El parque eólico está optimizado con respecto a la eficiencia energética al tiempo que se mantienen simultáneamente las emisiones de ruido por debajo de un umbral establecido. Esto significa que la eficiencia energética se maximiza hasta el punto permitido por o compatible con el umbral aceptable de ruido.

Realizaciones y características particularmente ventajosas de la invención se definen en reivindicaciones dependientes, tal como se exponen a continuación en el presente documento. Las características de las diversas realizaciones descritas pueden combinarse según resulte apropiado.

Un nuevo parque eólico que va a planificarse comprende una pluralidad de posiciones o emplazamientos para las turbinas eólicas. El parque eólico que va a planificarse puede estar equipado con dos tipos de turbinas eólicas, por ejemplo turbinas eólicas de un primer tipo (denominadas "primeras turbinas eólicas" en lo sucesivo) y turbinas eólicas de un segundo tipo (denominadas "segundas turbinas eólicas" en lo sucesivo) . Las primeras turbinas eólicas están optimizadas con respecto a emisiones de ruido y sólo generan un bajo nivel de ruido. Por consiguiente, una primera turbina eólica tiene una topología de pala asociada con bajas emisiones de ruido y una eficiencia energética correspondientemente baja. La segunda turbina eólica tiene una topología de pala que está optimizada con respecto a la eficiencia energética. Por consiguiente, la suma total de energía, por ejemplo la Producción de Energía Anual (AEP) se maximiza para la segunda turbina eólica. Una segunda turbina eólica tiene por tanto un mayor nivel de emisión de ruido que una primera turbina eólica.

Para cada una de las posiciones de turbinas eólicas del nuevo parque eólico se elige una de las primeras o segundas turbinas eólicas. Se selecciona el tipo de la primera turbina eólica si el nivel de ruido medido en un parque eólico ya operativo, o predicho en una simulación para un parque eólico planificado, supera un umbral escogido. El ruido se mide o predice con respecto a una posición de referencia a una distancia alejada del parque eólico. Esto significa que la posición de referencia está fuera del parque eólico. La posición de referencia puede ser la ubicación de un área habitada, por ejemplo... [Seguir leyendo]

 


Reivindicaciones:

1. Método de optimización de una construcción de parque eólico, parque (2) eólico que comprende al menos una primera turbina (4) eólica y una segunda turbina (6, 6) eólica, caracterizado porque -se selecciona una primera topología (44) de pala para la primera turbina (4) eólica dependiendo de un parámetro de optimización de ruido que se mide y/o predice en una posición (24) de referencia a una distancia (D) del parque (2) eólico, estando la primera topología (44) de pala asociada con bajas emisiones de ruido y una eficiencia energética correspondientemente baja; y -se selecciona una segunda topología (46) de pala para la segunda turbina (6, 6) eólica dependiendo de un parámetro de optimización de eficiencia energética, de manera que la segunda turbina (6, 6) eólica tiene un mayor nivel de emisión de ruido que la primera turbina (4) eólica.

2. Método según la reivindicación 1, en el que la primera topología (44) de pala define una primera forma de un borde (8, 10) de salida de una pala (12) de la primera turbina (4) eólica y la segunda topología (46) de pala define una segunda forma de un borde (8, 10) de salida de una pala (14) de la segunda turbina (4) eólica.

3. Método según la reivindicación 1 ó 2, en el que al menos el borde (8) de salida de la primera turbina (4) eólica comprende una primera parte (20) y una segunda parte (22) .

4. Método según la reivindicación 3, en el que el borde (8) de salida está estriado por la primera parte (20) .

5. Método según la reivindicación 4, en el que la primera parte (20) está ubicada en una región en el extremo

(18) más exterior de la pala (12) .

6. Método según la reivindicación 5, en el que la primera parte (20) se extiende por casi un tercio de la longitud total de la pala (12) . 30

7. Método según una cualquiera de las reivindicaciones 3 a 6, en el que la primera parte (20) es más flexible que la segunda parte (22) .

8. Método según una cualquiera de las reivindicaciones 2 a 7, que comprende una etapa de sustituir una parte

no optimizada por una parte (36, 38) de sustitución, que está optimizada según la primera o la segunda topología.

9. Método según la reivindicación 8, en el que la parte (38) de sustitución comprende un patrón (16) de diente de sierra. 40

10. Parque (2) eólico que comprende al menos una primera turbina (4) eólica y una segunda turbina (6, 6) eólica, en el que -se selecciona una primera topología (44) de pala para la primera turbina (4) eólica dependiendo de un 45 parámetro de optimización de ruido que se mide y/o predice en una posición (24) de referencia a una distancia (D) del parque (2) eólico, y estando la primera topología (44) de pala asociada con bajas emisiones de ruido y una eficiencia energética correspondientemente baja; y -se selecciona una segunda topología (46) de pala para la segunda turbina (6, 6) eólica dependiendo de 50 un parámetro de optimización de eficiencia energética de manera que la segunda turbina (6, 6) eólica tiene un mayor nivel de emisión de ruido que la primera turbina (4) eólica.