PROCEDIMIENTO PARA AMORTIGUAR LAS OSCILACIONES DE UNA TURBINA EÓLICA.

Procedimiento para amortiguar las oscilaciones de una turbina eólica Campo de la invención La presente invención se refiere a un procedimiento para amortiguar las oscilaciones de una torre de turbina eólica. Además, la presente invención se refiere a una turbina eólica que tiene un montaje de amortiguación de oscilaciones situado cerca de la parte superior de la torre de turbina eólica. Antecedentes de la invención Diversos montajes de amortiguación para turbinas eólicas han sido sugeridos en la literatura de patentes. Por ejemplo, el documento US 6.672.837 se refiere a una turbina eólica con medios de amortiguación de las oscilaciones dispuestos en la góndola. Los medios de amortiguación de las oscilaciones están diseñados para amortiguar oscilaciones del canto de las palas del rotor en el plano de giro del rotor. En particular, los medios de amortiguación de las oscilaciones sugeridos en el documento US 6.672.837 se refieren a una turbina eólica en la cual los medios de amortiguación de las oscilaciones están dispuestos al final de la góndola, esto es, opuestos al extremo desde el cual se extiende el rotor. Los medios de amortiguación están diseñados para amortiguar oscilaciones de la primera frecuencia fundamental de las palas del rotor en el plano de giro, especialmente oscilaciones que son perpendiculares al eje de giro del rotor. Asimismo, diversos montajes de amortiguación de base eléctrica han sido sugeridos. Por ejemplo, el documento US 2006/066111 divulga una técnica de amortiguación de vibraciones para un sistema de turbina eólica. El sistema de turbina eólica incluye un amortiguador de vibraciones que proporciona una señal variable para controlar el par producido por un generador del sistema de turbina eólica. La señal variable se basa en la velocidad del generador y tiene un primer valor del pico local basado en una frecuencia de resonancia de la oscilación lado a lado de la torre. Otro montaje de amortiguación de base eléctrica se sugiere en el documento EP 1.045.988. El documento EP 1.008.747 A2, que se considera como el estado de la técnica más próximo para el objeto de la reivindicación 1, se refiere a sistemas de amortiguación de vibraciones para torres de turbinas eólicas. El sistema sugerido en el documento EP 1.008.747 A2 aplica un péndulo suspendido y un número de montajes de amortiguación diferentes, tales como amortiguadores de elastómero, amortiguadores hidráulicos y amortiguadores de muelle. Sin embargo, el mecanismo de amortiguación basado en la fuerza de fricción que subyace en la presente invención es diferente fundamentalmente de la amortiguación por fricción de aire aplicada en el documento EP 1.008.747 A2. Se puede ver como un objeto de modos de realización de la presente invención el proporcionar un procedimiento y un montaje para amortiguar las oscilaciones inducidas por las palas del rotor en turbinas eólicas. Se puede ver como un objeto adicional de los modos de realización de la presente invención el proporcionar un procedimiento y un montaje que pueda ser instalado fácilmente en turbinas eólicas existentes. Otros objetos aparecerán de la descripción y las figuras. Descripción de la invención ES 2 366 141 T3 Los objetos anteriormente mencionados se alcanzan proporcionando, en un primer aspecto, un procedimiento para amortiguar las oscilaciones de una turbina eólica que comprende una torre de turbina eólica, una góndola dispuesta sobre la parte superior de dicha turbina eólica, y un número de palas del rotor conectadas de modo giratorio a la góndola, siendo generadas dichas oscilaciones por fuerzas inducidas sobre la góndola y la torre de la turbina eólica por las palas giratorias del rotor, procedimiento que comprende las etapas de: proporcionar una estructura de masa de péndulo suspendida internamente que está conectada funcionalmente a una sección superior de la torre, proporcionar una plataforma que está unida de modo fijo a la sección superior de la torre, y proporcionar unos medios de amortiguación que comprenden uno o más miembros de fricción que están dispuestos de modo desplazable con relación a la plataforma, estando adaptados el miembro o los miembros de fricción para ser desplazados con relación a la plataforma en respuesta a movimientos relativos entre la estructura de masa de péndulo suspendida y la plataforma con el fin de disipar por fricción energía de la estructura de masa de péndulo suspendida. La turbina eólica puede ser en principio cualquier tipo de turbina eólica, tal como por ejemplo turbinas eólicas de 2 ES 2 366 141 T3 regulación por paso o por pérdida de pala. Asimismo, la turbina eólica puede ser capaz de producir electricidad de unos pocos cientos de kWs a varios MWs. De modo similar, la turbina eólica puede estar ubicada en tierra o incluso en el mar, como una turbina eólica marítima. El mecanismo de amortiguación utilizado en la presente invención implica, en principio, todo tipo de mecanismos de amortiguación en donde la amortiguación se proporcione por fricción entre dos o más objetos mutuamente desplazables. Así pues, el término "por fricción" debe ser entendido como un montaje en el que para reducir oscilaciones indeseadas se aplican fuerzas de fricción entre al menos dos objetos, tales como dos placas de fricción. La estructura de masa de péndulo suspendida puede estar conectada funcionalmente a la sección superior de la torre de turbina eólica por medio de una o más barras de suspensión, a través de uno o más cables de suspensión, o través de una combinación de los mismos. Preferiblemente, la estructura de masa de péndulo suspendida está suspendida dentro de la torre de turbina eólica de un modo excéntrico con relación a un eje central longitudinal de la torre. Esto último permite una utilización mejorada del espacio interno de la torre que se puede utilizar, por ejemplo, para un elevador central en la torre. Los miembros de fricción pueden estar adaptados para ser desplazados, directa o indirectamente, por medio de una o más de las barras de suspensión, de uno o más de los cables de suspensión o de una combinación de los mismos. Alternativa o adicionalmente, los miembros de fricción pueden estar adaptados para ser desplazados, directa o indirectamente, por medio de un elemento de activación unido de modo fijo a la estructura de masa de péndulo suspendida. El elemento de activación puede ser una banda unida de modo fijo a la estructura de masa de péndulo suspendida. Los miembros de fricción pueden estar ubicados por encima y/o por debajo de la estructura de masa de péndulo suspendida, o pueden ser integrales con uno o más cables de suspensión o formar parte de los mismos. Los miembros de fricción pueden comprender una pluralidad de placas de fricción apiladas, mutuamente desplazables. Cada placa de fricción puede tener forma de disco con una abertura pasante que está adaptada para recibir un miembro de accionamiento en forma de barra conectado funcionalmente con la estructura de masa de péndulo suspendida, o conectado funcionalmente con uno o más de los cables de suspensión o una o más de las barras de suspensión. Las aberturas pasantes pueden adoptar una forma circular o elíptica, por ejemplo. En un primer modo de realización de la presente invención, la estructura de masa de péndulo suspendida puede ser esencialmente simétrica alrededor de un eje central, formando por ello una estructura de 360°, y puede constituir una estructura esencialmente maciza de, por ejemplo, acero con un peso que represente tan sólo un pequeño porcentaje, o menos, del peso de la torre de la turbina eólica. Así pues, la estructura de masa de péndulo suspendida puede tener una masa en el intervalo de 50 kg-100 t, tal como en el intervalo de 100 kg-9 t, tal como en el intervalo de 500 kg-9 t, tal como en el intervalo de 1-9 t, tal como en el intervalo de 2-8 t, tal como en el intervalo de 3-7 t, tal como, aproximadamente, 5 t. El número de placas de fricción en forma de disco puede estar en el intervalo de 2-10, tal como en el intervalo de 3-9, tal como en el intervalo de 3-8, tal como en el intervalo de 3-7, tal como en el intervalo de 3-6, tal como en el intervalo de 3-5, tal como 4 placas de fricción en forma de disco. La pluralidad de placas de fricción en forma de disco puede estar fabricada en acero inoxidable. Cada una de la pluralidad de placas de fricción en forma de disco puede tener un diámetro externo en el intervalo de 100- 1000 mm. Similarmente, cada una de la pluralidad de placas de fricción en forma de disco puede tener un grosor en el intervalo de 1-100 mm, y un peso en el intervalo de 0,1-10% de la masa de la estructura de masa de péndulo suspendida. En un segundo modo de realización de la presente invención, los medios de amortiguación se disponen por debajo de la estructura de masa de péndulo... [Seguir leyendo]

1. Un procedimiento para amortiguar oscilaciones de una turbina eólica (1) que comprende una torre de turbina eólica (4), una góndola (3) dispuesta en la parte superior de dicha torre de turbina eólica (4), y un número de palas de rotor (2) conectadas de modo giratorio a la góndola (3), estando generadas dichas oscilaciones por fuerzas inducidas sobre la góndola (3) y la torre de turbina eólica (4) por las palas de rotor (2) giratorias, procedimiento que comprende las etapas de: proporcionar una estructura de masa de péndulo (5) suspendida internamente que está conectada funcionalmente a una sección superior de la torre, proporcionar una plataforma (17, 25) que está unidad de modo fijo a la sección superior de la torre, caracterizado por que el procedimiento comprende además las etapas de proporcionar una pluralidad de placas de fricción (13-17, 21-24) apiladas, desplazables mutuamente, que están dispuestas de modo desplazable con relación a la plataforma (17, 25), estando adaptada la pluralidad de placas de fricción (13-17, 21-24) apiladas, mutuamente desplazables, para ser desplazadas con relación a la plataforma (17, 25) en respuesta a movimientos relativos entre la estructura de masa de péndulo suspendida (5) y la plataforma (17, 25) con el fin de disipar por fricción la energía de la estructura del masa de péndulo suspendida (5). 2. Un procedimiento de acuerdo con la reivindicación 1, en el que la estructura de masa de péndulo suspendida (5) está conectada funcionalmente con la sección superior de la torre a través de una o más barras de suspensión (6), a través de uno o más cables de suspensión, o a través de una combinación de los mismos. 3. Un procedimiento de acuerdo con la reivindicación 2, en el que la pluralidad de placas de fricción (13-17, 21-24) apiladas, mutuamente desplazables, está adaptada para ser desplazadas, directa o indirectamente, por medio de una o más de las barras de suspensión (6), de uno o más de los cables de suspensión, o de una combinación de los mismos. 4. Un procedimiento de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 ó 2, en el que la pluralidad de placas de fricción (13-17, 21-24) apiladas, mutuamente desplazables, está adaptada para ser desplazadas, directa o indirectamente, por medio de un elemento de activación (19), unido de modo fijo a la estructura de masa de péndulo suspendida (5). 5. Un procedimiento de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que la estructura de masa de péndulo suspendida (5) se dispone de un modo excéntrico con relación a un eje central longitudinal de la torre de turbina eólica (4). 6. Una turbina eólica (1) que comprende una torre de turbina eólica (4), una góndola (3) dispuesta en la parte superior de dicha torre de turbina eólica (4), y un número de palas de rotor (2) conectadas de modo giratorio a la góndola (3), turbina eólica (1) que comprende además un montaje para amortiguar oscilaciones que están generadas por fuerzas inducida sobre la góndola (3) y la torre de turbina eólica (4) por las palas de rotor (2) giratorias, comprendiendo dicho montaje: una estructura de masa de péndulo suspendida (5) internamente, que está conectada funcionalmente a una sección superior de la torre, una plataforma (17, 25) dispuesta dentro de la sección superior de la torre y unida de modo fijo a la misma, y caracterizada por que ES 2 366 141 T3 la turbina eólica (1) comprende además una pluralidad de placas de fricción (13-17, 21-24) apiladas, desplazables mutuamente, que están dispuestas de modo desplazable con relación a la plataforma (17, 25), estando adaptada la pluralidad de placas de fricción (13-17, 21-24) apiladas, mutuamente desplazables, para ser desplazadas con relación a la plataforma (17, 25) en respuesta a movimientos relativos entre la estructura de masa de péndulo suspendida (5) y la plataforma (17, 25) con el fin de disipar por fricción la energía de la estructura del masa de péndulo suspendida (5). 7. Una turbina eólica de acuerdo con la reivindicación 6, que comprende además unos medios de encapsulado de seguridad (8), que encapsulan al menos parcialmente la estructura de masa de péndulo suspendida (5), medios de encapsulado de seguridad (8) que están adaptados para mantener la estructura de masa de péndulo suspendida (5) en una posición segura durante condiciones anormales de trabajo de la turbina eólica. 8 ES 2 366 141 T3 8. Una turbina eólica de acuerdo con la reivindicación 7, en la que los medios de encapsulado de seguridad (8) se implementan de tal modo que la estructura de masa de péndulo suspendida (5) puede oscilar con una amplitud máxima predeterminada. 9. Una turbina eólica de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 6-8, en la que los medios de encapsulado 5 de seguridad (8) están unidos de modo fijo con la sección superior de la torre de turbina eólica. 10. Una turbina eólica de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 6-8, en el que los medios de encapsulado de seguridad (8) están unidos de modo fijo a la plataforma (17). 11. Una turbina eólica de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 6-10, en la que la estructura de masa de péndulo suspendida (5) se dispone de un modo excéntrico con relación a un eje central longitudinal de la torre de 10 turbina eólica. 9 ES 2 366 141 T3 Fig. 1 ES 2 366 141 T3 11 ES 2 366 141 T3 12 ES 2 366 141 T3 13