Procedimiento de ejecución de un aerogenerador para repotenciar un parque eólico existente y aerogenerador obtenido.

Procedimiento de ejecución de un aerogenerador para repotenciar un parque eólico existente y aerogenerador obtenido,

donde el procedimiento comprende:

- desmontar las palas, la turbina y la torre del aerogenerador a reemplazar, conservando la primera cimentación (1) y los elementos de cimentación (6) embebidos en ella,

- ejecutar una segunda cimentación (2) circunscrita y en contacto con la primera cimentación (1),

- proporcionar elementos de anclaje (3) en la segunda cimentación (2),

- fijar la primera cimentación (1) a la segunda cimentación (2) mediante unos medios de fijación,

- anclar un primer tramo (9) de la torre del nuevo aerogenerador a los elementos de anclaje (3) provistos en la segunda cimentación (2),

- instalar una turbina y unas palas y el resto de la torre sobre el primer tramo (9) de la misma para obtener un nuevo aerogenerador funcional.

Procedimiento de ejecución de un aerogenerador para repotenciar un parque eólico existente y aerogenerador obtenido.

Objeto de la invención

La presente invención tiene aplicación en el sector de los aerogeneradores y de las energías renovables y más concretamente en la optimización y mejora de rendimiento de la energía eólica.

Es objeto de la invención proveer un procedimiento de ejecución de un aerogenerador para repotenciar un parque eólico existente, mediante el reemplazo de un aerogenerador existente por otro aerogenerador, capaz de generar una mayor cantidad de energía y ubicado en la misma localización que el aerogenerador que reemplaza. Así, la invención permite aprovechar los puntos de enganche de las distintas instalaciones que llegan al aerogenerador, al igual que los caminos, plataformas y, en general, la obra civil existente.

Asimismo, es objeto de la invención, proveer un procedimiento de ejecución que permita aprovechar la cimentación existente con el fin de ahorrar peso y volumen de hormigón de la nueva cimentación, pudiendo reutilizar, total o parcialmente, la torre y/o algunas otras piezas del aerogenerador y de la cimentación existente para formar parte de la nueva estructura.

Es también objeto de la invención reducir considerablemente los costes de ejecución de los aerogeneradores, mejorando considerablemente los plazos de terminación y puesta en marcha, a la vez que incrementar la productividad de los parques existentes.

Antecedentes de la invención

En la mayor parte de países líderes en el sector eólico (Dinamarca, España, Alemania, Estados unidos....) los mejores emplazamientos para la disposición de parques eólicos ya están ocupados por aerogeneradores que se han quedado obsoletos, especialmente respecto a las técnicas desarrolladas en los últimos años para incrementar la generación de energía eólica. Entre ellas:

- Incorporación de turbinas de una potencia muy superior a las instaladas en estos parques.

Ejecución de torres de mayor altura.

Diseño de palas de mayor diámetro.

Se entiende por repotenciación de un parque existente a la sustitución de aerogeneradores existentes por otros que generen mayor energía eólica mediante una, varias o la totalidad de las técnicas anteriormente citadas.

Para que un aerogenerador produzca mayor energía es necesario captar más viento. Para ello se necesitan torres más altas y/o palas de mayor diámetro, ya que a mayor altura, el viento es más estable, a partir de 100m de altura se evita la zona de turbulencias (capa de Ekman), y la velocidad del viento es mayor, tal y como se recoge en la Ley Exponencial de Hellmann.

La velocidad del viento es fundamental en la productividad de los parques eólicos, ya que la potencia eólica generada es proporcional al cubo de la velocidad.

El área de barrido de las palas también es fundamental en la productividad de los parques eólicos ya que la potencia generada es proporcional al cuadrado del radio de la superficie.

Otro factor importante a tener en cuenta en la repotenciación son los gastos de mantenimiento de los parques eólicos que, según estudios recientes, se disparan a partir del décimo año de su puesta en marcha.

Por todo lo anteriormente expuesto, la repotenciación de parques existentes es una acción altamente beneficiosa en el ámbito de las energías renovables. Además, como se ha mencionado anteriormente, las mejores condiciones de viento se dan en los parques existentes y cualquier nuevo emplazamiento difícilmente será tan competitivo como éstos.

Tampoco se incrementa la contaminación visual, al no necesitar nuevas implantaciones, incluso, podría reducirse el número de torres instaladas puesto que las nuevas generarían mayor cantidad de energía.

Otras ventajas de la repotenciación de parques eólicos existentes radican en que se reduce

la inversión necesaria, puesto que se aprovechan parte de las instalaciones existentes, accesos, estudios geotécnicos, expropiaciones, licencias...

A pesar de todas estas ventajas, el coste de implantación de un nuevo aerogenerador es muy elevado y a priori no se amortizaría en el periodo que quedaría de la concesión.

En todos los casos, se requeriría la ejecución de una nueva cimentación y de una nueva torre para soportar los nuevos esfuerzos a los que va a estar sometida la estructura, de forma que los beneficios anteriores no se verían reflejados si los costes de ejecución de los nuevos aerogeneradores no se redujeran notablemente y si la potencia generada no se incrementase de forma significativa.

Parcialmente relacionada con la presente invención, la patente ES 2388807 se refiere a una cimentación para permitir el anclaje de una torre de turbina eólica a la misma por medio de pernos pasantes reemplazables. La patente se refiere a la ejecución de una nueva cimentación con pernos pasantes, no obstante, no permite la repotenciación de los parques eólicos ni el aprovechamiento de una cimentación ya ejecutada o la reutilización de torres eólicas para dicha repotenciación.

Es por tanto necesario proveer a la técnica de un procedimiento de ejecución de aerogeneradores para repotenciar un parque eólico existente capaz de solucionar los problemas y las limitaciones existentes.

Descripción de la invención

La presente invención proporciona un procedimiento de ejecución de aerogeneradores para repotenciar un parque eólico existente que resuelve técnicamente la ejecución de un nuevo aerogenerador aprovechando la cimentación del aerogenerador a reemplazar, pudiendo reutilizar parte o la totalidad de su fuste. De esta forma, se minimiza el coste, los plazos de ejecución y el impacto medioambiental.

La invención consiste en un procedimiento de ejecución de un aerogenerador para repotenciar un parque eólico existente formado por al menos un aerogenerador que comprende una primera cimentación, una torre dispuesta sobre ella y una turbina, provista de una pluralidad de palas, dispuesta en el extremo superior de dicha torre, donde dicho

procedimiento comprende las etapas de:

- desmontar las palas, la turbina y la torre del aerogenerador a reemplazar, conservando la primera cimentación (1) y los elementos de cimentación (6) embebidos en ella,

- ejecutar una segunda cimentación (2) circunscrita y en contacto con la primera cimentación (1),

- proporcionar elementos de anclaje (3) en la segunda cimentación (2),

- fijar la primera cimentación (1) a la segunda cimentación (2) mediante unos medios de fijación,

- anclar un primer tramo (9) de la torre del nuevo aerogenerador a los elementos de anclaje (3) provistos en la segunda cimentación (2),

- instalar una turbina y unas palas y el resto de la torre sobre el primer tramo (9) de la misma para obtener un nuevo aerogenerador funcional.

De forma preferente, la etapa de fijar la primera cimentación a la segunda cimentación comprende:

- proporcionar una pluralidad de elementos de anclaje adicionales en la segunda cimentación,

- anclar, en dichos elementos de anclaje adicionales, los extremos de una estructura de unión provista a su vez de una pluralidad de perforaciones en su cuerpo central para habilitar el anclaje a la primera cimentación a través de elementos de cimentación conservados de la primera cimentación.

De forma preferente, la etapa de fijar la primera cimentación a la segunda cimentación además comprende disponer una plataforma de trabajo sobre la estructura de unión para el paso de los operarios al interior de la torre.

Según otra realización preferente, la etapa de fijar la primera cimentación a la segunda cimentación comprende:

- practicar una pluralidad de perforaciones en el perímetro exterior de la primera cimentación,

- anclar unos pasadores o armaduras metálicas entre ambas cimentaciones.

De forma preferente, la etapa de proporcionar elementos de anclaje en la segunda cimentación comprende ubicar dichos elementos de anclaje de forma radial entorno a un eje

axial definido por el centro de la primera cimentación. Preferentemente, los elementos de anclaje de la segunda cimentación serán pernos metálicos, cordones postesados y varillas roscadas.

De forma preferente, la etapa de instalar una turbina y unas palas y el resto de la torre sobre el primer tramo de la misma para obtener un nuevo aerogenerador funcional comprende:

- completar la torre mediante un segundo tramo integrado por hormigón, por metal o por la propia torre del aerogenerador a reemplazar,

- instalar la turbina y las palas del aerogenerador a reemplazar en el nuevo aerogenerador.

1.- Procedimiento de ejecución de un aerogenerador para repotenciar un parque eólico existente formado por al menos un aerogenerador que comprende una primera cimentación (1), una torre dispuesta sobre ella y una turbina, provista de una pluralidad de palas, dispuesta en el extremo superior de dicha torre, caracterizado por que comprende las etapas de:

- desmontar las palas, la turbina y la torre del aerogenerador a reemplazar, conservando la primera cimentación (1) y los elementos de cimentación (6) embebidos en ella,

- ejecutar una segunda cimentación (2) circunscrita y en contacto con la primera cimentación (1),

- proporcionar elementos de anclaje (3) en la segunda cimentación (2),

- fijar la primera cimentación (1) a la segunda cimentación (2) mediante unos medios de fijación,

- anclar un primer tramo (9) de la torre del nuevo aerogenerador a los elementos de anclaje (3) provistos en la segunda cimentación (2),

- instalar una turbina y unas palas y el resto de la torre sobre el primer tramo (9) de la misma para obtener un nuevo aerogenerador funcional.

2.- Procedimiento, según la reivindicación 1, caracterizado por que la etapa de fijar la primera cimentación (1) a la segunda cimentación (2) comprende:

- proporcionar una pluralidad de elementos de anclaje adicionales (4) en la segunda cimentación (2),

- anclar, en dichos elementos de anclaje adicionales (4), los extremos de una estructura de unión (5) provista a su vez de una pluralidad de perforaciones en su cuerpo central para habilitar el anclaje a la primera cimentación (1) a través de los elementos de cimentación (6) conservados de la primera cimentación (1).

3.- Procedimiento, según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 2, caracterizado por que la etapa de fijar la primera cimentación (1) a la segunda cimentación (2) además comprende disponer una plataforma de trabajo (7) sobre la estructura de unión (5) para el paso de los operarios al interior de la torre.

4.- Procedimiento, según la reivindicación 1, caracterizado por que la etapa de fijar la primera cimentación (1) a la segunda cimentación (2) comprende:

- practicar una pluralidad de perforaciones en el perímetro exterior de la primera cimentación (1),

- anclar unos pasadores o armaduras metálicas (8) entre ambas cimentaciones (1,2).

5.- Procedimiento, según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que la etapa de proporcionar elementos de anclaje (3) en la segunda cimentación (2) comprende ubicar dichos elementos de anclaje (3) de forma radial entorno a un eje axial definido por el centro de la primera cimentación (1).

6.- Procedimiento, según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que la etapa de instalar una turbina y unas palas y el resto de la torre sobre el primer tramo (9) de la misma para obtener un nuevo aerogenerador funcional comprende:

- completar la torre mediante un segundo tramo (11) integrado por hormigón, por metal o por la propia torre del aerogenerador a reemplazar,

- instalar la turbina y las palas del aerogenerador a reemplazar en el nuevo aerogenerador.

7.- Procedimiento, según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5, caracterizado por que la etapa de instalar una turbina y unas palas y el resto de la torre sobre el primer tramo (9) de la misma para obtener un nuevo aerogenerador funcional comprende:

- completar la torre mediante un segundo tramo (11) integrado por hormigón, por metal o por la propia torre del aerogenerador a reemplazar,

- instalar una turbina y unas palas en el nuevo aerogenerador.

8.- Procedimiento, según cualquiera de las reivindicaciones 6 a 7, caracterizado por que en caso de completar la torre mediante un segundo tramo (11) integrado por metal o por la propia torre del aerogenerador a reemplazar, la etapa de instalar una turbina y unas palas y el resto de la torre sobre el primer tramo (9) de la misma para obtener un nuevo aerogenerador funcional además comprende instalar una pieza de transición (10) entre el primer (9) y el segundo tramo (11) de la torre.

9.- Procedimiento, según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que la segunda cimentación (2) se ejecuta a la misma cota que la primera cimentación (1).

10.- Aerogenerador obtenido mediante el procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 9.

11.- Aerogenerador, según la reivindicación 10, que comprende una cimentación, una torre dispuesta sobre ella y una turbina, provista de una pluralidad de palas, dispuesta en el extremo superior de dicha torre, caracterizado por que la cimentación está formada por dos cimentaciones (1, 2) una primera cimentación (1) previamente existente y una segunda cimentación (2) circunscrita, en contacto y fijada a la primera cimentación (1) mediante unos medios de fijación, y porque, además, un primer tramo (9) de la torre del nuevo aerogenerador está anclado a los elementos de anclaje (3) de la segunda cimentación (2).

12.- Aerogenerador, según la reivindicación 11, caracterizado por que la segunda cimentación (2) está a la misma cota que la primera cimentación (1).

13.- Aerogenerador, según cualquiera de las reivindicaciones 10 a 12, caracterizado por que los elementos de anclaje (3) de la segunda cimentación (2) están seleccionados entre pernos metálicos, cordones postesados y varillas roscadas.

14.- Aerogenerador, según cualquiera de las reivindicaciones 10 a 13, caracterizado por que los elementos de cimentación (6) de la primera cimentación (1) son pernos metálicos o virolas metálicas.